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Percée dans la création de cellules souches en utilisant un bain d’acide

« Les chercheurs sur les cellules souches annoncent une » découverte scientifique majeure « », rapporte BBC News.

Les scientifiques japonais ont créé des cellules souches pluripotentes (cellules souches qui peuvent former toutes les parties du corps) essentiellement en trempant les cellules sanguines de la souris dans l’acide, puis en cultivant les cellules en présence de produits chimiques spécifiques. Si cela peut fonctionner chez les humains, alors il pourrait avoir une gamme d’applications intrigantes.

Il y a actuellement seulement quatre façons établies d’obtenir des cellules souches qui peuvent former toutes les parties du corps:

à partir d’embryons

à partir d’oeufs non fécondés

à partir de cellules souches embryonnaires ayant subi une modification en laboratoire

à partir d’une cellule mature, comme une cellule de la peau, en reprogrammant avec des gènes en utilisant un virus dans le laboratoire

Ces techniques actuelles sont longues et complexes et l’utilisation de cellules souches embryonnaires soulève également des préoccupations éthiques.

Cette nouvelle technique peut offrir une méthode beaucoup plus rapide, plus simple et moins éthique. Les chercheurs ont découvert qu’après avoir exposé des cellules sanguines de souris à une solution d’acide faible pendant 30 minutes, les cellules étaient capables de former différents types de cellules (elles sont devenues pluripotentes).

En cultivant ces cellules en présence de produits chimiques spécifiques, les chercheurs pourraient également faire se renouveler les cellules (se diviser et se renouveler pendant de longues périodes). La capacité à s’auto-renouveler et à former différents types de cellules signifie que les cellules sont devenues des cellules souches.

On ne sait pas pourquoi l’exposition à un pH bas devrait permettre aux cellules matures d’acquérir la capacité de former différents types de cellules dans des conditions de laboratoire. Et jusqu’à présent, la recherche a seulement été effectuée sur des cellules de souris.

Il faut noter que les résultats n’étaient pas aussi bons lorsque les cellules sanguines étaient prélevées sur des souris adultes. C’est une recherche passionnante, mais il est probable que la technique puisse être développée pour une utilisation chez l’homme.

D’où vient l’histoire?

L’étude a été réalisée par des chercheurs du centre RIKEN pour la biologie du développement, Kobe, Japon; École de médecine féminine de Tokyo; Harvard Medical School, Boston et Irwin Army Community Hospital, Kansas.

Il a été financé par le budget de recherche intramural RIKEN, une recherche scientifique dans les domaines prioritaires, le projet de réseau pour la réalisation de la médecine régénérative, et le département d’anesthésiologie, périopératoire et la médecine de la douleur à Brigham and Women’s Hospital.

L’étude a été publiée dans la revue médicale revue par les pairs Nature.

En général, les reportages des médias sur cette étude étaient précis, bien que The Times ait supposé à tort que tout acide faible ferait l’affaire – comme l’acide citrique (jus de citron).

Les chercheurs ont utilisé un acide spécifique appelé «solution saline équilibrée de Hank» (qui a été décrite comme ayant un niveau acide (pH) similaire à celui de Coca-Cola) en plus de nombreux autres produits chimiques dans des conditions environnementales strictes en laboratoire.

De quel type de recherche s’aggissait-t-il?

Il s’agissait d’une étude en laboratoire visant à déterminer si une cellule mature (telle qu’un globule blanc ou un lymphocyte) pouvait acquérir la capacité de produire de nombreux types de cellules différentes après avoir été exposée à un facteur de stress. Les cellules capables de produire de nombreux types de cellules sont dites « pluripotentes ». Un processus similaire est connu pour se produire dans les plantes après qu’ils sont exposés à des changements environnementaux drastiques.

Comme il s’agissait d’une étude en laboratoire et réalisée chez la souris, on ne sait pas si les résultats seraient directement reproductibles chez l’homme.

Qu’est-ce que la recherche implique?

Les chercheurs ont prélevé des cellules sanguines dans les rates de souris âgées d’une semaine. Ils les ont placés dans une solution d’acide faible (pH 5,7) pendant 30 minutes à 37 ° C, puis les ont placés dans des boîtes de Pétri et les ont cultivés à pH normal. Les chercheurs ont répété ce processus avec des cellules sanguines de souris adultes et avec des cellules provenant de différentes parties du corps de souris âgées (cerveau, peau, muscle, graisse, moelle osseuse, tissus pulmonaires et hépatiques).

Les chercheurs ont appelé les cellules qu’ils ont obtenues à partir d’une exposition à un pH bas «acquisition de la pluripotence déclenchée par le stimulus» ou des cellules STAP.

Les chercheurs ont fait un certain nombre d’expériences pour caractériser les cellules STAP. Ils ont cultivé les cellules dans le laboratoire et ont observé s’ils avaient la capacité de former différents types de cellules, et les ont injectés dans des souris pour voir ce qui se passerait.

Ils ont injecté des cellules STAP dans des embryons de souris, puis les ont réimplantés dans des souris femelles. Ces cellules ont été étiquetées afin que les chercheurs puissent savoir s’ils ont produit des cellules dans l’embryon en croissance.

Quels ont été les résultats de base?

Les chercheurs ont constaté qu’après le traitement à faible pH, les cellules sanguines perdaient des caractéristiques caractéristiques des cellules sanguines et acquéraient des caractéristiques caractéristiques des cellules pluripotentes.

Ces cellules STAP peuvent être obtenues à partir de cellules sanguines adultes (mais moins nombreuses survivent) et d’autres types de cellules (collectées dans le cerveau, la peau, les muscles, les graisses, la moelle osseuse, les poumons et les tissus hépatiques) hépatite c.

Les cellules STAP pourraient former de nombreux types de tissus, à la fois lorsqu’ils sont cultivés en laboratoire et lorsqu’ils sont injectés dans des souris.

Après avoir été injecté dans des embryons à un stade précoce, il a été constaté que les cellules STAP pouvaient former toutes les parties de la souris et pouvaient produire l’embryon entier. Les souris fabriquées à partir d’un mélange de cellules normales et STAP ont semblé se développer normalement, et les cellules STAP étaient également présentes dans la progéniture de ces souris.

Les chercheurs ont découvert qu’en plus de pouvoir fabriquer toutes les parties de l’embryon, les cellules STAP pourraient également former le placenta.

La capacité à former toutes les parties d’un embryon signifie que les cellules STAP sont similaires aux cellules souches embryonnaires. Les cellules souches embryonnaires fabriquent toutes les cellules du corps et peuvent s’auto-renouveler, ce qui signifie que lorsqu’elles se divisent, elles forment une autre copie d’elles-mêmes.

Les cellules STAP étaient différentes des cellules souches embryonnaires à deux égards: elles ne pouvaient pas diviser autant de fois, mais elles pouvaient former le placenta (ce qui pourrait être utile), alors que les cellules souches embryonnaires ne le pouvaient pas.

Les chercheurs ont réalisé d’autres expériences et ont découvert qu’en faisant pousser les cellules en présence de différents produits chimiques, les cellules STAP pourraient s’auto-renouveler, ou en d’autres termes devenir des cellules souches STAP.

Comment les chercheurs ont-ils interprété les résultats?

Les chercheurs disent: « Cette étude a révélé que les cellules somatiques possèdent une plasticité surprenante. Cette plasticité dynamique – la capacité de devenir des cellules pluripotentes – émerge lorsque les cellules sont transitoirement exposées à de forts stimuli qu’elles n’auraient normalement pas dans leur environnement de vie.

Ils ajoutent: «Reste à savoir si la reprogrammation cellulaire est déclenchée spécifiquement par le traitement à faible pH ou par d’autres types de stress sublétaux tels que les dommages physiques, la perforation de la membrane plasmique, le choc osmotique, la privation de facteur de croissance, choc thermique ou exposition élevée au calcium. « 

Conclusion

Cette recherche a montré qu’une nouvelle technique, plus simple, produisait un type de cellules souches à partir de cellules matures, bien qu’elles présentent certaines différences avec les cellules souches embryonnaires pluripotentes.

Les différences incluent que les cellules STAP ne sont pas capables de s’auto-renouveler sauf si elles sont cultivées en présence de produits chimiques spécifiques, et qu’elles sont capables de former le placenta en plus de tous les différents types de cellules composant le corps. L’implication des deux différences n’est pas encore claire.

Il est possible qu’à l’avenir, les cellules souches créées à l’aide de cette technique pourraient être utilisées pour traiter un large éventail de maladies.

Un exemple cité par BBC News est la dégénérescence maculaire liée à l’âge, une affection oculaire causée par des lésions des cellules spécialisées à l’intérieur des yeux. La technique pourrait potentiellement être développée pour générer des cellules pour remplacer les cellules endommagées.

Une limite de la recherche, jusqu’à présent, semble être le moment où les cellules peuvent être collectées. Les résultats étaient meilleurs lorsque les cellules sanguines étaient prélevées sur des souris âgées d’une semaine, mais pas très bonnes lorsque les échantillons étaient prélevés sur des souris adultes. J’espère que cela pourra être résolu par de futures recherches.

Des études plus longues devront également être complétées pour savoir si les cellules agissent différemment à long terme – par exemple, en produisant trop ou trop peu de cellules et en produisant les bons types de cellules.

Les chercheurs soulignent qu’ils n’ont pas encore la réponse quant à la raison pour laquelle l’acide faible provoque le changement des cellules, mais ils poursuivent leurs investigations.

Dans l’ensemble, il s’agit d’une recherche passionnante qui pourrait avoir des répercussions durables sur la façon dont la recherche sur les cellules souches et la thérapie seront menées à l’avenir.