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Les motoneurones
qui innervent les fibres musculaires sont essentiels à la motricité.
Leur dégénérescence dans de nombreuses pathologies entraine une
paralysie et dans de nombreux cas le décès des patients. Des
chercheurs de l'Institut des cellules Souches pour le Traitement et
l'Etude des maladies Monogéniques (I-Stem
- Inserm/AFM/UEVE),
en collaboration le CNRS et l'Université Paris Descartes, viennent
de développer une nouvelle approche pour mieux contrôler la
différenciation des cellules souches pluripotentes humaines et ainsi
fabriquer en seulement 14 jours différentes populations de
motoneurones à partir de ces cellules. Cette découverte, publiée
dans
Nature Biotechnology, permettra d'accroître le processus de
fabrication de ces neurones pour avancer plus rapidement dans la
compréhension des pathologies motrices telles que l'amyotrophie
spinale infantile ou la Sclérose latérale amyotrophique (SLA).
Les cellules
souches pluripotentes humaines ont la capacité de donner naissance à
toutes les cellules de l'organisme. Comprendre et contrôler leur
potentiel de différenciation in vitro offre des opportunités sans
précédent à la fois en médecine régénératrice mais également pour
avancer dans l'étude des mécanismes physiopathologiques et la
recherche de stratégies thérapeutiques. Cependant, le développement
et la concrétisation de ces applications cliniques sont souvent
limités par l'incapacité à obtenir, de manière efficace et ciblée,
des cellules spécialisées telles que les neurones moteurs à partir
de cellules souches pluripotentes humaines. Cette inefficacité est
en partie due à une mauvaise compréhension des mécanismes
moléculaires contrôlant la différenciation de ces cellules.
Les chercheurs
de l'Inserm à l'Institut des cellules Souches pour le Traitement et
l'Etude des maladies Monogéniques (I-Stem - Inserm/AFM/UEVE) en
collaboration le CNRS et l'Université Paris-Descartes ont développé
une approche innovante pour étudier la différenciation des cellules
souches humaines et ainsi produire de façon optimale de multiples
types cellulaires.
"La
différenciation ciblée des cellules pluripotentes humaines est
souvent un processus long et peu efficace. C'est le cas pour obtenir
des neurones moteurs qui sont pourtant touchés dans de nombreuses
maladies. Aujourd'hui, nous obtenons ces neurones avec notre
approche en seulement 14 jours, quasiment deux fois plus vite
qu'auparavant, et ceci avec une homogénéité rarement atteinte"
explique Cécile Martinat, chargée de recherche Inserm à l'I-Stem.
Pour parvenir à
ce résultat, les chercheurs ont étudié comment certaines molécules
contrôlant le développement embryonnaire interagissent. Ces travaux
permettent à la fois de mieux comprendre les mécanismes qui
gouvernent la naissance de ces neurones au cours du développement et
de disposer d'une "recette" optimale pour les produire efficacement
et rapidement.
«Nous sommes
désormais capables de produire et donc d'étudier différentes
populations de neurones touchées à des degrés divers dans les
maladies provoquant la dégénérescence des neurones moteurs. Nous
envisageons d'étudier pourquoi certains neurones sont touchés et
pourquoi d'autres sont préservés» ajoute Stéphane Nedelec,
chercheur à l'Inserm dans l'équipe de Cécile Martinat.
L'approche
devrait à moyen terme contribuer à mettre au point des traitements
de maladies paralysantes telles que l'amyotrophie spinale infantile
ou la sclérose latérale amyotrophique. "Disposer rapidement de
grandes quantités de neurones sera utile pour tester un nombre
conséquent de molécules pharmacologiques en vue d'identifier celles
qui sont capables d'éviter la mort des motoneurones" conclut Cécile
Martinat.
Ces résultats
font l'objet d'un dépôt de demande de brevet auprès d'Inserm
Transfert.
Sources :
Nature Biotechnology, 17 novembre 2014 (Combinatorial
analysis of developmental cues efficiently converts human
pluripotent stem cells into multiple neuronal subtypes.
Abbreviated title: Systematic hPSC conversion into neuronal
subtypes.
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