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Un nouveau dispositif améliore la génération de cellules souches pour le traitement de la maladie d'Alzheimer
Dernière revue: 14.06.2024
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Des chercheurs suédois déclarent avoir mis au point une technique permettant de convertir des cellules cutanées normales en cellules souches neurales, ce qui, selon eux, se rapproche de thérapies cellulaires personnalisées et abordables pour traiter la maladie d'Alzheimer et Parkinson.
À l'aide d'un dispositif microfluidique conçu sur mesure, l'équipe de recherche a développé une approche accélérée et sans précédent pour reprogrammer les cellules de la peau humaine en cellules souches pluripotentes induites (CSPi), puis les développer en cellules souches neurales.
Le premier auteur de l'étude, Saumey Jain, affirme que la plateforme pourrait améliorer et réduire le coût de la thérapie cellulaire en rendant les cellules plus facilement compatibles et acceptées par le corps du patient. L'étude a été publiée dans Advanced Science par des scientifiques du Royal Institute of Technology KTH.
Anna Herland, auteure principale de l'étude, a déclaré que l'étude démontrait la première utilisation de la microfluidique pour guider les CSPi à devenir des cellules souches neurales.
Cellules souches neurales différenciées à l'aide d'une plateforme microfluidique. Photo : Institut royal de technologie KTH
La transformation de cellules ordinaires en cellules souches neurales est en réalité un processus en deux étapes. Les cellules sont d'abord exposées à des signaux biochimiques qui les transforment en cellules souches pluripotentes (CSPi), qui peuvent générer différents types de cellules.
Ils sont ensuite transférés dans une culture qui imite les signaux et les processus de développement impliqués dans la formation du système nerveux. Cette étape, appelée différenciation neuronale, redirige les cellules vers la voie des cellules souches neurales.
Au cours des dix dernières années, les environnements de laboratoire permettant de tels travaux sont progressivement passés des plaques traditionnelles aux dispositifs microfluidiques. Herland affirme que la nouvelle plateforme représente une amélioration de la microfluidique pour les deux étapes : la génération d'iPSC et la différenciation des cellules souches neurales.
En utilisant des cellules provenant de biopsies de peau humaine, les chercheurs ont découvert que la plateforme microfluidique permettait aux cellules de s'engager dans un destin neuronal à un stade plus précoce que celles différenciées dans des plaques conventionnelles.
"Nous démontrons que l'environnement confiné de la plate-forme microfluidique renforce l'engagement à générer des cellules souches neurales", explique Herland.
La vue la plus proche d'une puce microfluidique utilisée pour l'induction de cellules souches. Photo : Institut royal de technologie KTH
Jain affirme que la puce microfluidique peut être facilement fabriquée à l'aide de polydiméthylsiloxane (PDMS), et que sa taille microscopique permet des économies significatives sur les réactifs et le matériel cellulaire.
La plateforme peut être facilement modifiée pour s'adapter à la différenciation en d'autres types de cellules, ajoute-t-il. Il peut être automatisé, fournissant un système fermé qui garantit la cohérence et la fiabilité dans la production de populations de cellules très uniformes.
Aperçu de la recherche, y compris la fabrication de dispositifs, la reprogrammation de cellules somatiques en cellules souches pluripotentes induites (CSPi) et l'induction neuronale de CSPi à l'aide du protocole d'inhibition double SMAD pour générer des cellules souches neurales.
a) Processus de fabrication d'un dispositif microfluidique avec des canaux de 0,4 et 0,6 mm de haut pour la reprogrammation des cellules somatiques (R) et l'induction neuronale (N), respectivement. Les volumes des canaux et le volume total sont indiqués dans le tableau.
b) Aperçu du processus de reprogrammation de cellules somatiques en iPSC sur des dispositifs microfluidiques et des plaques utilisant la transfection d'ARNm.
c) Aperçu du processus d'induction neuronale des CSPi dans les cellules souches neurales sur des dispositifs et des plaques microfluidiques à l'aide du protocole de double inhibition SMAD.
Source : Sciences avancées (2024). DOI : 10.1002/advs.202401859
« Il s'agit d'une étape vers la mise à disposition de thérapies cellulaires personnalisées pour les maladies d'Alzheimer et de Parkinson », ajoute Jain.
Des scientifiques du Karolinska Institutet et de l'Université de Lund ont également participé à l'étude, en collaborant au sein du consortium IndiCell.