A visée régénérative

La recherche en thérapie régénérative

Il s’agit d’une recherche très actuelle qui s’établit à partir de

  • cellules souches embryonnaires.
  • La constatation de la présence chez l’homme de cellules neurales qui, mises en culture peuvent donner des neurones, du tissu glial, des astrocytes,
  • la possibilité à partir de banales cellules de peau de créer des cellules hautement différenciées, neuronales par exemple,

Ce sont autant d’observations ouvrant une voie royale à une recherche qui s’inscrit dans une perspective régénérative.

 

Cellules souches adultes : un espoir pour les patients atteints de  SLA

Un rappel : une cellule souche est une cellule banale capable de s’autorenouveler, de se transformer en cellules spécifiques, par exemple neurones, de proliférer en culture …
Les cellules souches peuvent être issues de l’embryon ou du tissu adulte :

  • peau :cellules unipotentes,
  • moelle osseuse : cellules multipotentes. Ces dernières contribuent au renouvellement des constituants des tissus. Les globules rouges ont une durée de vie de120 jours en moyenne. Leur remplacement est assuré à partir des cellules souches de la moelle osseuse.

Certains  patients ont reçu des cellules souches traitées issues de leur moelle osseuse. Les premiers essais préliminaires tendraient à prouver l’arrêt de l’évolution de la maladie.
Un rapport intermédiaire de sécurité provenant du Ministère de la santé israélien, suite aux travaux poursuivis au département de neurologie de l’hôpital Hadassah, relate l’innocuité et la tolérance du médicament injecté avec de plus de bonnes raisons de croire à une efficacité clinique que de prochaines phases d’essais devraient confirmer.

 

DES FIBROBLASTES EMBRYONNAIRES TRANSFORMES EN NEURONES Des chercheurs suédois montrent qu’il est possible de convertir des fibroblastes humains embryonnaires en neurones.

Cette information relevée dans PNAS 2011 est importante car elle évite de passer par les cellules pluripotentes induites (iPS) (voir sla-pratique, maladie recherche, axes de recherche, à visée régénérative)

Les chercheurs suédois disposent de la technique pour produire des neurones dopaminergiques ceux-là mêmes en cause dans la maladie de Parkinson.

Cette technique ouvre la voie pour le développement de modèles cellulaires dans l’optique d’une thérapie de remplacement de cellules abîmées dans d’autres affections neurologiques.
CELLULES SOUCHES MUSCULAIRES P.F. Pradat décrit dans Amyotrophic Lateral Sclerosis, 2011 une observation intéressante concernant les phénomènes cellulaires sévissant dans la SLA, à savoir la présence d’une compensation possible de la perte cellulaire.

Des cellules souches musculaires (CSM) seraient à l’origine de cette réparation.
L’activation de ces cellules après un exercice physique intense permet une augmentation de la masse musculaire.

Lorsqu’elles ne sont pas activées, elles sont dans un état de dormance le long des fibres musculaires.

Des CSM de muscles de patients SLA mises en culture ont révélé un caractère de sénescence, paralysant leur multiplication et leur différentiation en fibres musculaires normales.

La défaillance de ces CSM incapables de jouer pleinement leur rôle réparateur n’est elle pas impliquée dans le déficit moteur et l’atrophie musculaire repérés chez les patients SLA ?

P.F. Pradat et son équipe travaillent sur la compréhension des mécanismes à l’origine de ces anomalies cellulaires et biochimiques.
CELLULES iPS
  • Ou en est on en 2009
    En 2006 ,on s’en souvient, le Pr Yamanaka au Japon, a réussi à transformer de banales cellules de peau en cellules souches pluripotentes induites( cellules dites iPS ) en insérant dans ces cellules 4 gènes qui seront ultérieurement inactivés. Pour ce faire, il est nécessaire de faire appel à un moyen de transport capable d’emmener les gènes indispensables à la transformation de la cellule banale en iPS. Les adéno et rétrovirus anodins peuvent se charger de ce transport.. Toujours dans cette même optique le Dr Thomson (USA) a eu l’idée d’utiliser à la place de retro ou adeno virus non pathogènes, des éléments appelés plasmides qui sont des ADN circulaires et non spiralés comme l’ADN chromosomique et qui ne font pas partie des chromosomes. Cet ADN plasmidique est capable d’introduire dans la cellule les 4 gènes utiles à sa reprogrammation de cutané en iPS. Le jeu de culture cellulaire permettra d’éliminer les plasmides.
    Rappel :
  • Les cellules iPS sont similaires aux cellules souches embryonnaires et possèdent la même capacité à se multiplier en culture et à se différencier dans tous les types cellulaires de l’organisme.
  • Les plasmides sont desmolécules d’ADN distincte de l’ADN du chromosome. La forme de la molécules est différente puisque l’ADN plasmidique est circulaire et non en hélice. Cette molécule d’ADN peut se multiplier de façon autonome. Les plasmides se rencontrent presque exclusivement chez les bactéries.
source : « Sciencexpress 26 mars 2009 »
MIEUX COMPRENDRE LA SLADe récents travaux réalisés à l’université du Wisconsin, à Madison aux USA représentent une avancée dans la compréhension des mécanismes conduisant à la SLA.
Rappelons que 2 anomalies (il y en a peut-être d’autres) caractérisent la SLA
  • Il s’agit d’une accumulation de protéines en particulier au niveau des neurofilaments (NF) de l’axone, provoquant une dégénérescence de celui-ci.
Un enchevêtrement des NF obstrue le transport de l’influx par l’axone ce qui amène la dégénérescence du Motoneurone (MN)
La désorganisation des NF est précoce. Elle serait commune à tous les types de SLA.
  • Les cellules gliales voisines entourant le MN pourraient jouer un rôle dans la propagation de la maladie.
La compréhension de ces mécanismes complexes revient à l’équipe neuroscientifique du Dr Su-Chun Zhang, qui a utilisé des cellules souches pluripotentes induites dérivées des cellules de peau prélevées chez des patients SLA, porteurs de la mutation SOD 1.
Ce travail s’inscrit dans la suite des découvertes du Dr Yamanaka au Japon, relaté dans « maladie recherche, à visée régénérative. »
Une recherche active des médicaments capables de corriger les dérèglements des NF partant atténuer la dégénérescence des MN est évidemment en cours.
RESCUE L’institut des Neurosciences à Montpellier avec le Pr A.Privat travaille dans le cadre d’un projet Européen appelé RESCUE sur la possible récupération des fonctions altérées de la moëlle épinière et du système nerveux central, grâce à des cellules souches neurales.
On sait que ces cellules existent, dans la moëlle épinière et dans le Système Nerveux Central
On peut les cultiver pour les faire se multiplier,
On sait qu’elles peuvent se transformer en cellules adultes neurones entre autres,
L’objectif est de faire appel à ces cellules pour régénérer les fonctions altérées de 2 manières possibles :
  • Aider la cellule à se régénérer
  • Remplacer les cellules détruites
Cette technique a été appliquée avec succès chez des rats qui ont récupéré des fonctions motrices.
Ceci prouve que :
  • la combinaison cellulaire choisie était la bonne, que la transformation génétique s’opère et que la greffe fonctionne.
Ceci représente une avancée importante à savoir que cultivées in vitro ces cellules peuvent se développer en neurone.
2 pistes s’ouvrent ici :
  • Injecter des cellules souches
  • Réactiver les cellules souches existantes par thérapie génique
L’application à l’homme de ces techniques  implique un travail long ,mais représente déjà une avancée considérable, dont peut être les effets pourraient se voir dans les 5 ans à venir.
source : « Euronews le 21 juillet 2009 »
CELLULES SOUCHES : PRUDENCEAux questions posées par plusieurs patients via www.sla-pratique concernant les traitements possibles par injections de cellules souches(CS) il apparaît nécessaire de faire une mise au point.
  • D’abord est-ce cohérent de penser que nous hébergeons des cellules en dormance prêtes à prendre du service ?
Un peu d’histoire :
Il y a 14 milliards d’année et c’est le BIG BANG avec -  pour reprendre le vocable des astrophysiciens -  cette soupe chaude et explosive qui a été à l’origine de  la matière et l’antimatière, l’une dévorant l’autre.  Des  fluctuations gigantesques de température et de pression  permettent l’apparition de notre planète après bien des heurts, puis ce sont les océans et des molécules pré-biotiques qui apparaissent. Ce sont aussi , plus tard, les premiers organismes dotés de la double hélice d’ADN et d’un code génétique commun qui apparaissent : bactéries, archées, eucaryotes, puis, amibes, plantes, l’homme …, avec tous pour ancêtre commun LUCA (Last Universal Common Ancestor)

L’évolution des espèces avec l’adaptation nécessaire à un environnement particulièrement hostile, a façonné, à travers les époques, les individus tels que connus actuellement, donnant priorité à certaines lignées cellulaires indispensables à la vie, conservant en réserve des lignées silencieuses de remplacement. C’est tellement vrai que des organes sont capables de grandir en cas de besoin – muscles très sollicités du sportif, utérus de la femme enceinte, renouvellement des hématies, régénération des tissus lésés après traumas, ischémie…- phénomènes bien connus chez certaines espèces avec régénération totale du membre lésé (salamandres, lézards, tritons)

Il existe donc un réel potentiel de cellules de substitution en dormance.
A la question posée on peut répondre positivement quant à la pertinence de penser que nous hébergeons des « cellules en dormance prêtes à prendre du service » résultant de ce formidable potentiel se perpétuant depuis l’origine de la vie.
  • Que sont ces cellules singulières ?
Les cellules souches se rangent dans cette catégorie. L’idée de  dynamiser les propres cellules-souches du patient, présentes dans tous les tissus de l’organisme fait son chemin avec 3 problèmes à régler :
  • La compatibilité indispensable, donc le non-rejet conduisant, de fait, à l’emploi des cellules de l’organisme à traiter,
  • Le modelage des cellules en cellules spécifiques et fonctionnelles de l’organe déficient,
  • Le frein à toute déviation d’activité responsable à terme d’activité cancéreuse.
4 catégories de cellules souches peuvent être classées selon leur aptitude à se développer en cellules spécialisées

Unipotentes : qui ne se multiplient qu’en donnant naissance à des cellules identiques . La peau fait de la peau..  

Multipotentes : apparaissant après le 46ème jour de  vie embryonnaire, elles sont capables d’assurer le développement et le renouvellement de certains tissus avec une efficacité réduite avec l’âge. Les cellules de la moelle osseuse par exemple seront à l’origine des différentes lignées sanguines.

Un cas particulier sont les cellules souches mésenchymateuses (le mésenchyme est un tissu conjonctif de remplissage, de soutien, de défense, d’énergie  et surtout de réparation) Ces cellules représentent un vrai trait d’union entre cette catégorie et la suivante. Elles sont prélevées à partir du sang du cordon, de la moelle osseuse, du tissu adipeux…

Pluripotentes : isolées de la masse cellulaire constituée, 5 jours après la fécondation, ces cellules seront capables d’évoluer selon tous les types de cellules à l’exception des cellules reproductrices. On imagine l’intérêt de cette catégorie de cellules, mais on mesure mal leurs inconvénients, tels une évolution non maîtrisée en cellules tumorales. Les chercheurs ont tenté de déjouer ces inconvénients en créant les cellules iPS, c'est-à-dire pluripotentes induites, où  des facteurs  extérieurs « disciplinent » leur programmation.

Totipotentes : après 72 heures suivant la fécondation ces cellules sont capables d’induire la totalité du développement de l’embryon et du fœtus.

Les cellules de substitution qui vont intéresser la régénération tissulaire nerveuse sont les cellules mésenchymateuses aux activités pluripotentes et les cellules iPS capables de se différencier en cellules spécialisées. (Travaux de Yamanaka)

Considérant réglés, le problème du rejet, l’obtention de la fonctionnalité des cellules choisies, et leur impossibilité de générer des cellules tumorales, quel mode d’administration pour le cas SLA où il existe une atteinte au niveau du cerveau et au niveau des 40, voire plus, centimètres de moelle épinière ?
S’offre alors le choix entre les injections par la voie sanguine ou directement dans le cerveau ou la moelle épinière.

La voie sanguine pourrait être envisagée car ces cellules ont la bonne idée de franchir la sévère barrière représentée par les méninges et qui pose tant de problème au passage des médicaments vers la cible nerveuse. Il faudra beaucoup de cellules car les pertes seront importantes.

Directement dans le tissu nerveux offre l’avantage certain que les cellules sont  immédiatement au contact des tissus lésés  et du LCR  (Liquide Céphalo Rachidien )assurant une diffusion dans tout le tissu nerveux.

Des patients se sont rendus en Chine.

Dans une publication récente,  le Pr Leonard Van Den Bergh en Hollande relate ses constations concernant l’étude de ces patients avant et après injection de cellules souches olfactives dans le tissu cérébral.
Il signale une aggravation chez tous les patients en soulignant aussi les risques pris lors de cette chirurgie.
  • En conclusion :
    Cette technique audacieuse et non sans risques mériterait une évaluation dans le cadre d’un dossier de recherche biomédicale pour mettre en évidence les effets de ce traitement.
    Ceci impliquerait un essai contre placebo et le Comité de Protection des Personnes pour la Recherche Biomédicale (CPPRB) ne rendrait pas un avis favorable à une recherche faisant courir tant de risques au groupe placebo, dans le cadre d’une injection dans le tissu nerveux.

    En cas d’injection dans le sang la probabilité d’efficacité est plus faible et les problèmes de rejet sont à considérer

    Comme on le voit beaucoup, beaucoup de difficultés sont à surmonter avant d’envisager un traitement de ce type en toute sécurité.

    Il y a une cohérence dans l’espoir de mobiliser un potentiel réel.
    Les chercheurs ne désarment pas, tant de questions demeurent à régler pour que des traitements par cellules souches soient envisagés en toute sécurité, avec une certaine  efficacité.
Essai thérapeutique
22ème symposium MNDA Sydney Décembre 2011
Etude rapportée par le Dr.Pradat  (Pitié Salpétrière). Elle a été menée dans plusieurs centres européens et aux USA. Pour la France l’étude a été réalisée à l’ICM (Institut Cerveau moelle) sous contrôle des Drs Pradat et Lenglet.   

Cette étude fait suite à un travail fondamental mené par l’auteur sur la protéine Nogo A  déjà mentionnée sur www.sla-pratique.fr Cette protéine, accumulée dans les muscles des patients SLA, a pour particularité d’inhiber la croissance de l’axone, ce long prolongement du motoneurone (MN) voir ( www.sla-pratique maladie recherche, pour y voir plus clair)… Cette entrave à la croissance axonale constitue un obstacle aux mécanismes naturels visant à compenser cette perte de croissance. Tous les des axones des neurones moteurs, ne se comportent pas tous de la même manière au même moment.
On observe la présence de MN altérés au milieu de MN sains.
Ces derniers ont le pouvoir de recoloniser les fibres musculaires privées de leur fibre nerveuse (processus de ré-innervation)

Bloquer la protéine Nogo A pourrait favoriser le mécanisme de ré-innervation des fibres musculaires, partant de ralentir le processus d’altération de la fonction motrice.
A partir de cette observation les laboratoires GSK ont développé un anticorps monoclonal qui a fait l’objet d’une étude de phase I/IIa, (étude essentiellement de tolérance, avec escalade de doses), étude réalisée à ICM.

Il est apparu qu’aux doses les plus élevées, la tolérance était bonne, sans effets secondaires notables et que les patients ayant reçu les doses élevées avaient une évolution clinique plus lente au niveau de la fonction motrice, la  force musculaire, ainsi qu’au niveau des paramètres respiratoires.

Le nombre de patients évalués pendant une courte durée ne permet pas, à ce jour, une affirmation d’efficacité.

Un essai international en 2012 devrait permettre de vérifier l’amélioration des paramètres biologiques et la ré-innervation des muscles.
Cellules pluripotentes induites (cellules iPs) Dublin 2012 Un récent article publié dans le journal PNAS par une équipe anglaise, décrit pour la première fois, la génération de cellules iPs à partir de fibroblastes de peau d’un patient atteint de SLA dans une forme génétique et porteur de la mutation du gène codant pour la protéine TDP 43 dont nous avons déjà parlé.

Ces cellules IPs se sont différenciées en Moto-neurones (MN) fonctionnels. Dans ces cellules a été mis en évidence l’altération de la protéine TDP 43 ainsi que la fragilité particulière des MN malades.

Ces constatations sont intéressantes pour la modélisation de la maladie SLA à partir de cellules humaines et non plus de souris.

Ces cellules iPs modifiées pourraient être un outil utile pour identifier des molécules à visée thérapeutique .