Des Israéliens créent des cellules-souches à partir de cellules de peau

Des chercheurs à l’Université hébraïque de Jérusalem ont déclaré qu’ils ont trouvé un moyen de transformer des cellules de peau en trois types de cellules souches majeures qui comprennent des embryons en stade précoce.

La découverte pourrait ouvrir la voie à la création d’embryons entiers à partir de cellules de peau humaine, sans avoir besoin de sperme ou d’ovule, ont affirmé les chercheurs. Cela pourrait aussi avoir de « vastes implications » pour comprendre les anomalies embryonnaires et mettre en lumière des dysfonctionnements du placenta, mais aussi pour résoudre certains problèmes d’infertilité en créant des embryons humains dans une boîte de Pétri, a déclaré l’Université hébraïque dans le communiqué.

« On pourrait dire que nous ne sommes pas loin de créer un embryon synthétique, ce qui est vraiment quelque chose de dingue », a déclaré le Dr Yossi Buganim, du Département de biologie du développement et de recherche sur le cancer de l’université, qui a mené l’étude.

A l’avenir, cette découverte pourrait permettre aux chercheurs de « créer des embryons à partir de cellules d’hommes et de femmes stériles, en utilisant les propres cellules de la peau, et de générer un réel embryon en laboratoire avant de l’implanter dans la mère », a déclaré Buganim dans un entretien téléphonique.

 

Buganim et son équipe ont découvert une série de cinq gênes capables de transformer des cellules de peau de souris dans tous les trois types de cellule qui composent un embryon au stade précoce : le foetus lui-même, le placenta et les tissus extra embryonnaires, comme le cordon ombilical.

En 2006, les chercheurs japonais Kazutoshi Takahashi et Shinya Yamanaka ont découvert la capacité des cellules de la peau à être « reprogrammées » en cellules embryonnaires précoces qui génèrent un foetus entier par le biais de trois gênes embryonnaires fondamentaux. Ces gênes ont reprogrammé les cellules de la peau en « cellules souches induites pluripotentes » (iPSC), qui sont similaires aux cellules qui se développent dans les premiers jours après la fécondation et sont essentiellement identiques à leurs homologues naturels. Ces cellules peuvent se développer en tous les trois types de cellules foetales, mais pas en tissus embryonnaires, comme le placenta.

Les chercheurs japonais ont découvert que les quatre gênes embryonnaires centraux peuvent être utilisés pour « régénérer » les cellules de la peau afin qu’elles fonctionnent comme des cellules souches, a expliqué Buganim.

Après la fécondation de l’ovule, la cellule se divise en 64 cellules, créant un amas de cellules qui forment les trois parties cruciales d’un embryon – l’épiblaste, la masse centrale de la cellule qui forme le foetus lui-même; l’endoderme primitif qui est responsable du cordon ombilical; une troisième partie, le trophectoderme, qui est responsable de la formation du placenta.

Selon Buganim, les Japonais ont réussi à transformer des cellules de peau en cellules-souches foetales. Mais ce n’est pas suffisant pour créer un embryon complet, a-t-il dit, parce que d’autres parties sont aussi nécessaires – comme les cellules qui développent le cordon ombilical et le placenta.

Selon Buganim, la percée scientifique de l’équipe de l’Université hébraïque a été possible grâce aux cinq gênes des trois compartiments essentiels qui composent les caractéristiques embryonnaires et extra-embryonnaires nécessaires à la création d’un embryon in-vitro. Le travail a été effectué sur la souris, et l’équipe commence maintenant à appliquer la même recherche sur les embryons humains, a-t-il ajouté.

Les chercheurs ont utilisé cinq gênes qui sont complètement différents de ceux qui sont utilisés par les chercheurs japonais, a noté Buganim.

Les gênes que les chercheurs israéliens ont utilisé sont ceux qui jouent un rôle dans le développement précoce de l’embryon. Ils spécifient et dirigent ce en quoi chaque cellule va se développer, que ce soit le cordon ombilical, le placenta ou le foetus lui-même.

L’équipe a utilisé une nouvelle technologie pour étudier les forces moléculaires qui contrôlent comment chacune des cellules se développe. Par exemple, les chercheurs ont découvert que le gêne « Eomes » pousse la cellule vers l’identité de cellule-souche du placenta avec le développement du placenta, alors que l' »Esrrb » orchestre le développement des cellules-souches foetales, atteignant tout d’abord, mais seulement de manière temporaire, une identité de cellules-souches embryonnaires.

« C’était notre idée d’utiliser ces gênes », a déclaré Buganim.

Les chercheurs ont ensuite combiné ces cinq gênes de telle sorte que, quand ils sont introduits dans des cellules de peau, ils parviennent à reprogrammer les cellules en chacun des trois types de cellules embryonnaires précoces dans la même boîte de Pétri.

La découverte permettra aux chercheurs de mieux comprendre et de mieux traiter les dysfonctionnements embryonnaires et les maladies comme les insuffisances du placenta et les fausses couches, a-t-il dit. Cela pourrait permettre aux chercheurs d’utiliser une boîte pour modéliser les cellules embryonnaires et identifier les marqueurs précoces à risque.

Il y a encore beaucoup de chemin à parcourir

Les défis qui se présentent sont pourtant encore très importants, a déclaré Buganim. Un embryon est une structure à trois dimensions. Nous avons besoin de comprendre comment les faire fonctionner pour générer un véritable embryon. Nous avons besoin d’identifier les proportions de cellules souches du placenta, de cellules de cordon ombilical et de cellules iPS, qui créent les foetus, et dans quel « échafaudage » les placer, a-t-il dit.

« Ces cellules savent comment fonctionner ensemble, a déclaré Buganim. Je dois les placer dans un environnement adapté et dans la juste proportion pour qu’elles forment un véritable embryon ».

L’étude a été mené par Buganim avec le Dr Oren Ram de l’Institut des Sciences de la Vie de l’Université hébraïque et le professeur Tommy Kaplan de l’Ecole de sciences informatiques et d’ingénierie de l’Université, mais aussi par les doctorants Hani Benchetrit et Mohammad Jaber.

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