Avancée majeure pour la médecine régénérative

Des CSE humaines obtenues par transfert du noyau d’une cellule somatique

Publié le 17/05/2013

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Crédit photo : Cell, Tachibana et al.

« NOTRE DÉCOUVERTE offre une nouvelle approche pour générer des cellules souches afin de régénérer et remplacer les cellules et les tissus affectés et soulager les maladies de millions d’individus », souligne le Dr Shoukhrat Mitalipov (Oregon Health & Science University) qui a dirigé ces travaux.

Supérieures aux iPS

Les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) obtenues par l’approche de transfert nucléaire de cellule somatique, désignées CSEh-TN, pourraient être supérieures aux cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS), reprogrammées directement des cellules somatiques à l’aide d’un cocktail de facteurs de transcription, pour deux raisons. Des études récentes ont mis en évidence des anomalies chromosomiques et épigénétiques dans ces dernières ; de plus, puisque les CSEh-TN hébergent un ADN mitochondrial (ANDmt) provenant presque exclusivement de l’ovocyte, elles pourraient être utilisées pour traiter des patients ayant des maladies héréditaires ou acquises de l’ADN mitochondrial.

Jusqu’à ce jour, la technique de transfert du noyau d’une cellule somatique (TNSC) avait permis de produire des CSE de souris et de singes. Mais aucune équipe n’avait réussi à obtenir des CSEh-NT. Dans la plupart des tentatives, l’embryon dérivé par SCNT ne parvenait pas a progresser au-delà du stade de 8 cellules, bien en deçà du stade de blastocyte à 150 cellules qui est requis pour procurer des CSEh à des fins thérapeutiques.

Mitalipov et son équipe a optimisé plusieurs étapes cruciales la procédure de TNCS : l’énucléation (retrait du fuseau) afin de retenir l’activité méiotique dans le cytoplasme, la fusion du noyau du donneur avec le cytoplasme de l’œuf énucléé, et l’activation du cytoplasme. Ils ont ainsi procédé, sous microscopie polarisée, à l’énucléation d’un ovocyte fraîchement obtenu (moins d’une heure), puis ils ont introduit le noyau d’une cellule cutanée (fibroblaste) préalablement traité par un virus inactivé (HVJ-E), et ont maintenu l’ovocyte pendant l’énucléation et la fusion dans un milieu supplémenté en caféine (un inhibiteur de la protéine-phosphatase) afin d’inhiber l’activation prématurée. L’ovocyte a été soumis à une électroporation et exposé à divers facteurs dont une dose appropriée de trichostatine A (un inhibiteur de la désacétylase d’histone).Toutes ces modifications étaient cruciales pour activer le cytoplasme et obtenir des CSEh-NT.

Effectuée sur des ovocytes de qualité (trouvés chez les femmes qui produisent moins de 10 ovocytes par cycle), cette procédure permet d’obtenir une lignée de CSEh-NT en utilisant seulement deux ovocytes humains.

Des cellules pluripotentes

Les 4 lignées de CSEh-NT ainsi produites présentent des caryotypes diploïdes normaux et un génome nucléaire hérité uniquement de la cellule somatique parentale, tandis que leur ADN mitochondrial provient presque exclusivement de l’ovocyte. Elles sont pluripotentes, comme l’attestent leurs marqueurs cellulaires, leur profil d’expression génique, et leur différenciation ( in vitro et in vivo chez la souris immunodéficiente). De plus, ces cellules peuvent être amenées à se différencier en cellules cardiaques capables de se contracter, une preuve de leur potentiel pour la médecine régénérative.