L’INTÉRÊT de partir de cellules somatiques, ce qui évite le recours aux cellules souches pluripotentes induites (iPS), est de supprimer presque sûrement le risque mutagène inhérent à toute technique de reprogrammation cellulaire. On est récemment parvenu, à l’aide de l’expression de trois gènes (Ascl1, Brn2 et Myt1l), à convertir des fibroblastes embryonnaires ou postnataux de souris en neurones induits (ou cellules iN). Des Suédois ont utilisé les trois mêmes facteurs, exprimés au travers d’un vecteur lentiviral, pour tester la capacité de cultures de fibroblastes humains, obtenus à partir d’embryons de 5,5 à 7 semaines de vie, à se transformer en neurones.
Des cellules à morphologie de neurones et exprimant la ßIII-tubuline (un constituant quasi exclusif des neurones) sont apparues douze jours après la transduction. Le nombre de ces cellules iN d’origine humaine (hiN) s’est progressivement accru (1 600 neurones/cm2 au 24e jour), ce qui correspond à un taux de conversion de 16 % ± 4,3 %. Bien que ce dernier soit redescendu ultérieurement, comme il est habituel, il est demeuré constant jusqu’à la fin du processus de prolifération cellulaire.
La présence de synapses
Les auteurs observent que plus de 95 % des neurones obtenus expriment la protéine spécifique MAP2 associée au cytosquelette, et que plus de 90 % expriment la synaptophysine, ce qui suggère la présence de synapses au niveau des hiN. En outre, au 30-32e jour après la transduction, les cellules hiN possédaient les propriétés électrophysiologiques de neurones fonctionnels, avec un potentiel de membrane moyen au repos de - 59 mV (- 30 à - 78 mV). Enfin, les neurones obtenus ont les phénotypes de la neurotransmission glutaminergique et inhibitrice GABAergique. Il est également possible de convertir en neurones fonctionnels des fibroblastes humains post-nataux (ici des fibroblastes de prépuce), bien qu’avec un taux de conversion un peu plus faible.
L’étape suivante des travaux de l’équipe de Malin Parmar a été d’explorer la possibilité de diriger les fibroblastes humains vers des sous-types spécifiques de neurones, et plus précisément les neurones dopaminergiques en raison de l’intérêt clinique qu’aurait cette spécialisation. Pour y parvenir, il fallait faire exprimer, en plus des trois facteurs de conversion Ascl1, Brn2 et Myt1l, des gènes jouant un rôle dans la spécialisation dopaminergique. Les auteurs ont découvert que l’expression de deux de ces gènes (Lmx1a et FoxA2) était déterminante pour l’obtention d’un nombre significatif de neurones dopaminergiques.
Des neurones fonctionnels.
L’avancée des Scandinaves comporte plusieurs aspects qui méritent d’être soulignés. Tout d’abord, c’est la première fois qu’on rapporte l’obtention directe (sans passer par des cellules iPS) de neurones fonctionnels à partir de fibroblastes humains (embryonnaires ou post-nataux).
L’autre facette intéressante de la technique des Suédois est sa capacité de produire des neurones dopaminergiques. La proportion de ces derniers, au sein de l’ensemble des cellules hiN, était toutefois minoritaire (environ 10 %). La recherche de systèmes de délivrance optimisés des gènes « dopaminergiques » sera donc une priorité à l’avenir. Mais la voie est désormais ouverte pour le développement de modèles cellulaires en vue de thérapie de remplacement cellulaire pour des affections telles que la maladie de Parkinson.
Pfisterer U. et coll., Proc Natl Acad Sci (2011), Publié en ligne.
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