Les cellules souches embryonnaires passent vraiment en thérapeutique (expérimentale)

des perspectives thérapeutiques ouvertes par les cellules souches embryonnaires, mais on n’avait pas jusque-là de démonstration expérimentale de leurs capacités de remplacer réellement des cellules adultes défaillantes. L’équipe d’Ole Isacson (Harvard Medical School, Boston, USA) fait aujourd’hui franchir ce cap en démontrant la capacité de cellules souches de souris de se substituer à des neurones fœtaux dopaminergiques, anatomiquement et fonctionnellement, après implantation intra-cérébrale dans un modèle de maladie de Parkinson chez le rat [1]. Le travail fondateur de cette série de recherches a été la publication de l’équipe de Ron McKay dans Nature Biotechnology l’an dernier [2], puisque cet article présentait ce que l’on pourrait appeler une «recette de cuisine» permettant de guider la différenciation de cellules ES (de souris) vers une différenciation en neurones (à 72 %), notamment en neurones dopaminergiques (1/3 de la population neuronale). Comme il existait clairement un phénomène d’amplification puisque, à partir de 3 millions de cellules ES, on obtenait 27 millions de neurones dopaminergiques (incidemment, on ne greffe en moyenne chez les patients parkinsoniens qu’entre 1 et 2 millions de ces neurones), ces résultats avaient immédiatement une résonance thérapeutique. L’équipe d’Isacson a. « résonné » et, de fait, bien raisonné sur les obstacles à surmonter. Car le problème connu que pose l’utilisation des cellules ES à des fins thérapeutiques est leur propension à donner des tératomes après implantation chez un hôte. La technique présentée par l’équipe de McKay était complexe, mais scientifiquement solide, argumentée, cohérente avec les données de la littérature développementale ; elle reproduisait en culture les diverses étapes connues de la maturation de ces neurones en «forçant» à chaque fois les cellules vers l’objectif grâce à l’apport de facteurs protéiques bien définis. Elle ne permettait toutefois pas, apparemment, d’obtenir une différenciation totale de la population cellulaire et, donc, d’éviter la formation de tératomes. La base du raisonnement d’Isacson a été l’observation d’une différence de comportement des cellules ES en culture en fonction de leur densité. A forte densité (106/ml), les cellules ES de souris formant des corps embryoïdes ne se différencient pas, ou quasiment pas, en neurones et en cellules gliales. En revanche, lorsque l’on abaisse simplement la densité de 2 ou 3 log, on peut obtenir jusqu’à 95 % de différenciation neuronale et gliale dans les cultures ! Cet enrichissement ne dépend pas de facteurs solubles mais de signaux transmis par des contacts inter-cellulaires. L’auteur a fait usage de cette différenciation conditionnelle pour explorer la capacité des cellules ES comme substituts de neurones dopaminergiques fœtaux pour le traitement de la maladie de Parkinson. Des suspensions de cellules issues de corps embryoïdes provenant d’un début de différenciation des cellules ES à 4 J à la concentration de 2 000 cellules par μl (au lieu des 100 000 cellules par μl habituelles) ont donc été implantées dans le striatum de rats préalablement soumis à une lésion chimique de l’innervation dopaminergique par la toxine 6-hydoxydopamine. Après 3 mois, le greffon de cellules embryonnaires s’était agrandi (formant une masse de plus de 10 000 cellules), mais la plupart des cellules dérivées étaient des neurones. Une fraction significative (>20%) de ces neurones étaient dopaminergiques, ainsi que le révélaient des marquages immunohistochimiques de la tyrosine hydroxylase, enzyme de synthèse des catécholamines, de la décarboxylase d’acide aminé aromatique et du transporteur de la dopamine. Ces cellules dérivées des cellules ES ne se sont pas contentées de prendre un phénotype dopaminergique, elles ont aussi occupé anatomiquement et fonctionnellement la place des neurones manquants. Ainsi, une imagerie en tomographie par émission de positons a permis de visualiser au niveau des greffes des marqueurs pré-synaptiques de l’innervation (par fluoro-DOPA, précurseur de la dopamine, et par CFT, un ligand sélectif du transporteur de la dopamine). Celle de marqueurs de l’activité métabolique (fluoro-désoxygluDERNIÈRE HEURE