Les singes atteints de la maladie de Parkinson bénéficient de cellules souches humaines
L'une des dernières étapes avant de traiter les patients avec une thérapie cellulaire expérimentale pour le cerveau est la confirmation que la thérapie fonctionne chez les singes. Aujourd'hui, les scientifiques du Center for iPS Cell Research and Application (CiRA), Université de Kyoto, au Japon, rapportent que les singes atteints de maladie de Parkinson présentent une amélioration significative sur deux ans après avoir été transplanté des neurones préparés à partir de cellules iPS humaines. L'étude, qui peut être lue dans Nature, est une étape finale attendue avant la première thérapie cellulaire iPS pour les maladies neurodégénératives.
La maladie de Parkinson dégénère un type spécifique de cellules dans le cerveau connu sous le nom de neurones dopaminergiques (DA). Il a été rapporté que lorsque les symptômes sont détectés pour la première fois, un patient aura déjà perdu plus de la moitié de ses neurones DA. Plusieurs études ont montré que la transplantation de neurones DA à partir de cellules foetales peut atténuer la maladie. Cependant, l'utilisation de tissus fœtaux est controversée. D'autre part, les cellules iPS peuvent être fabriquées à partir de sang ou de peau, c'est pourquoi le professeur Takahashi, qui est également un neurochirurgien spécialisé dans la maladie de Parkinson, envisage d'utiliser des neurones DA fabriqués à partir de cellules iPS pour traiter les patients.
"Notre recherche a montré que les neurones DA fabriqués à partir de cellules iPS sont tout aussi bons que les neurones DA fabriqués à partir du cerveau mâle foetal. Parce que les cellules iPS sont faciles à obtenir, nous pouvons les normaliser pour utiliser uniquement les meilleures cellules iPS pour la thérapie", a-t-il déclaré.
Pour tester la sécurité et l'efficacité des neurones DA à partir de cellules iPS humaines, Tetsuhiro Kikuchi, une neurochirurgie travaillant dans le laboratoire Takahashi, a transplanté les cellules dans le cerveau des singes.
"Nous avons fabriqué des neurones DA de différentes gammes de cellules iPS. Certains ont été fabriqués avec des cellules iPS provenant de donneurs sains. D'autres ont été fabriqués à partir de patients atteints de la maladie de Parkinson", a déclaré Kikuchi, qui a ajouté que la méthode de différenciation utilisée pour convertir les cellules iPS en neurones est appropriée pour le clinique essai.
On suppose généralement que le résultat d'une thérapie cellulaire dépendra du nombre de cellules transplantées qui survivent, mais Kikuchi a constaté que ce n'était pas le cas. Plus important que le nombre de cellules était la qualité des cellules.
"Chaque animal a reçu des cellules préparées à partir d'un donneur de cellules iPS différent. Nous avons constaté que la qualité des cellules donneuses avait un effet important sur la survie des neurones DA", a déclaré Kikuchi.
Pour comprendre pourquoi, il a cherché des gènes qui ont montré différents niveaux d'expression, en trouvant 11 gènes qui pourraient marquer la qualité des progéniteurs. L'un de ces gènes était Dlk1.
"Dlk1 est l'un des marqueurs prédictifs de la qualité cellulaire pour les neurones DA fabriqués à partir de cellules souches embryonnaires et transplantés dans le rat. Nous avons trouvé Dlk1 dans les neurones DA transplantés dans le singe. Nous étudions Dlk1 pour évaluer la qualité des cellules pour les applications cliniques".
Une autre caractéristique de l'étude qui devrait s'étendre à l'étude clinique est la méthode utilisée pour évaluer la survie cellulaire dans le cerveau hôte. L'étude a démontré que l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la tomographie électronique de position (PET) sont des options pour évaluer le patient après la chirurgie.
«L'IRM et le PET sont des modalités d'imagerie non invasives. Après une transplantation cellulaire, nous devons régulièrement observer le patient. Une méthode non invasive est préférée», a déclaré Takahashi.
Le groupe espère pouvoir commencer à recruter des patients pour cette thérapie cellulaire iPS avant la fin de l'année prochaine. "Cette étude est notre réponse pour amener les cellules iPS à des contextes cliniques", a déclaré Takahashi.
Dans une étude connexe, le même groupe rapporte une stratégie qui améliore la survie des cellules transplantées chez les singes. Pour qu'une transplantation réussisse, le donneur et le patient doivent avoir des antigènes leucocytaires humains compatibles (HLA) pour prévenir le rejet des tissus. L'équivalent de HLA chez les singes est le MHC, ou un complexe d'histocompatibilité majeur. Cette étude, qui peut être lue dans Nature Communications, montre que les neurones dopaminergiques dérivés des cellules iPS de singe assorties de MHC stimulent beaucoup moins de neuroinflammation lorsqu'elles sont transplantées dans des cerveaux de singes que les neurones dopaminergiques dérivés de cellules iPS de singe incomparables au MHC. Bien que cette différence n'élimine pas complètement le besoin d'immunosuppresseurs, elle diminue le dosage afin de réduire le risque d'infection. Les résultats suggèrent que HLA correspondant aux thérapies cellulaires iPS améliorera les résultats chez les patients atteints de maladies neurodégénératives.
"La combinaison de MHC-matching et d'immunosuppression réduira la dose et la durée du médicament immunosuppresseur et sera la meilleure stratégie pour la transplantation", a déclaré le neurochirurgien et le professeur adjoint CiRA Asuka Morizane.
