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Des cellules souches embryonnaires humaines, la rétine est cultivée
Dernière revue: 23.04.2024
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Les cellules souches humaines forment spontanément un tissu qui se développe dans la rétine - ce tissu de l'œil qui nous permet de voir. Ceci est rapporté dans un article publié dans la revue Cell Stem Cell. À l'avenir, la transplantation d'un tel tissu tridimensionnel peut aider les patients ayant une déficience visuelle.
« Ceci est une étape importante dans la nouvelle étape du développement de la médecine régénérative », - a commenté les résultats des enquêtes de son directeur de la tête des groupes organogenèse et neurogenèse Professeur Yoshiki Sasai (Yoshiki Sasai), MD, PhD, du Centre de biologie du développement, Institut RIKEN de recherche (RIKEN Center for Developmental Biology ), Japon. « Notre approche ouvre de nouvelles perspectives dans l'utilisation du tissu complexe dérivé de cellules souches humaines pour le traitement, ainsi que pour la recherche médicale liée à la pathogenèse et le développement de médicaments. »
Dans le processus de développement, la rétine est un tissu photosensible qui tapisse la surface interne de l'œil - il est formé d'une structure connue sous le nom de verre visuel ou d'oeil. Dans le nouveau travail des chercheurs japonais, cette structure s'est formée spontanément à partir de cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) - des cellules dérivées d'embryons humains qui ont le potentiel de se différencier en différents tissus. Cela a été rendu possible par les méthodes de culture cellulaire, optimisées par le professeur Sasai et son groupe.
Les cellules dérivées de CSEh sont organisées dans la structure tridimensionnelle correcte avec deux couches de la coupe de l'œil, dont l'un contient un grand nombre de cellules photosensibles - photorécepteurs. Puisque la dégénérescence de la rétine est principalement le résultat d'une détérioration des photorécepteurs, le tissu de CSEh obtenu peut être un matériau idéal pour la transplantation.
La recherche des scientifiques japonais ouvre non seulement d'autres perspectives pour l'utilisation des cellules souches en médecine régénérative, mais, sans aucun doute, accélérera le développement d'un tel champ de sciences naturelles comme la biologie du développement. Au cours des expériences, les chercheurs ont été convaincus que le verre oculaire, formé à partir de cellules souches embryonnaires humaines, est beaucoup plus épais que celui développé à partir de cellules souches embryonnaires de souris. En outre, il contient à la fois des bâtonnets et des cônes, tandis que dans les CES de souris, la différenciation en cônes est rare. Cela signifie que les cellules embryonnaires portent des instructions spécifiques à l'espèce pour créer cette structure oculaire.
"Notre recherche ouvre la voie à la compréhension des particularités du développement de l'œil, spécifique à une personne, dont l'étude était auparavant impossible", assure le professeur Sasai.
Ce n'est pas le premier grand succès du groupe du professeur Sasai. À la fin de l'année dernière, les scientifiques ont développé à partir de cellules souches embryonnaires de souris une partie antérieure fonctionnelle de l'hypophyse (adénohypophyse), composé de plusieurs types différents de cellules productrices d'hormones. Un article sur les résultats de ce travail L'autoformation de l'adénohypophyse fonctionnelle en culture tridimensionnelle a été publiée dans la revue Nature.
La glande pituitaire est une petite glande endocrine à la base du cerveau, qui produit plusieurs hormones importantes. Il est particulièrement important dans la période de développement précoce, et la capacité d'imiter son éducation dans le laboratoire aidera les scientifiques à mieux comprendre l'embryogenèse. Les troubles de l'hypophyse sont associés à des troubles de la croissance, tels que le gigantisme, et à des problèmes de vision, y compris la cécité.
Cette expérience ne serait pas possible sans une culture cellulaire tridimensionnelle. La glande pituitaire est un organe distinct, mais pour son développement, les signaux chimiques sont nécessaires à partir de la région du cerveau située directement au-dessus de lui - l'hypothalamus. Dans une culture tridimensionnelle, les scientifiques peuvent simultanément développer deux types de tissus proches l'un de l'autre, ce qui donne lieu à deux semaines de cellules souches auto-organisées dans l'hypophyse.
La coloration fluorescente a montré que le tissu hypophysaire cultivé exprime les biomarqueurs correspondants et sécrète les hormones de la glande pituitaire antérieure. Les chercheurs sont allés plus loin et ont testé la fonctionnalité des organes synthétisés par eux, les remplaçant par des souris privées de l'hypophyse. Les expériences se sont soldées par un succès: la glande hypophysaire transgénique a rétabli les taux d'hormones glucocorticoïdes dans le sang des animaux et éliminé les symptômes comportementaux tels que la léthargie. L'état des souris avec des structures de cellules souches implantées qui n'étaient pas exposées aux facteurs de signalisation nécessaires et qui ne sont donc pas devenues une hypophysaire fonctionnelle ne s'est pas amélioré.
Le professeur Sasai et ses collègues prévoient de répéter l'expérience sur les cellules souches humaines et, à leur avis, ce travail prendra au moins trois ans.
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