AVC et THÉRAPIE CELLULAIRE : Les cellules souches savent trouver leur chemin

L’étude porte sur une thérapie cellulaire dérivée de cellules souches humaines. Greffées chez des souris, les cellules maturent, s’intègrent aux circuits existants et permettent de restaurer les fonctions cérébrales. En suivant le parcours des cellules et en séquençant leurs profils d'expression génique, les chercheurs mettent en évidence la manière dont les cellules greffées se repèrent, se connectent et s’intègrent au système nerveux.

C’est un premier obstacle que doivent surmonter les thérapies régénératives prometteuses pour les AVC et autres lésions cérébrales est l'absence d'un environnement propice. Alors que le cerveau en développement offre un milieu accueillant et stimulant aux cellules souches qui forment les neurones et établissent les circuits du système nerveux, les cellules thérapeutiques qui arrivent après un AVC se trouvent face à un environnement plus hostile.

L’auteur principal, le Dr Su-Chun Zhang, professeur de neurosciences et directeur du Centre des maladies neurologiques de l'hôpital Sanford Burnham Prebys, commente ces observations :

• « dans le cerveau adulte après un AVC, on observe la formation d'un kyste, une cavité remplie de molécules inflammatoires diverses. C'est un peu comme si les cellules thérapeutiques nageaient dans un marécage dangereux, regorgeant de menaces » ;
• de plus, du tissu cicatriciel entoure cette cavité pour protéger le cerveau de lésions supplémentaires, tout en constituant également un obstacle à toute régénération.

Ces observations suggèrent, alors que certains spécialistes de la thérapie cellulaire tentent de greffer de nouvelles cellules à proximité de la zone cérébrale endommagée, que

le traumatisme devrait plutôt être traité en profondeur et non contourné,

afin de bénéficier totalement de la médecine régénérative.

Un nouveau protocole favorisant la survie des cellules thérapeutiques greffées directement dans l'environnement hostile de la cavité cérébrale :

• grâce à un mélange de petites molécules médicamenteuses et de protéines structurales, les scientifiques parviennent à obtenir que les cellules greffées survivent et se multiplient de manière à combler la zone lésée ;
• les cellules greffées peuvent survivre et se différencier en neurones ;

• les neurones obtenus sont capables de traverser le tissu cicatriciel et de former des nerfs fonctionnels ;

• de nouvelles connexions se forment et remplacent les circuits neuronaux perturbés ;
• les différents types de neurones greffés trouvent leurs partenaires adéquats, même dans le contexte complexe du cerveau adulte ;
• enfin, la configuration des longues projections épineuses utilisées par les neurones pour former des connexions dans le système nerveux ressemble tout à fait à celle des neurones normaux qui composent la voie reliant le cortex cérébral à la moelle épinière ;
• chaque type cellulaire possède son propre code et que, une fois devenues des neurones, ces cellules reçoivent les « bonnes » instructions quant à l'orientation de leurs projections, ou axones, vers différentes régions du cerveau et de la moelle épinière.

« C'est la première fois que ce phénomène remarquable est décrit, et il est important car il nous indique que si nous utilisons les bons types de cellules, elles savent déjà où aller et comment réparer les tissus endommagés ».

Quel processus ? Les scientifiques ont utilisé l'apprentissage automatique pour identifier quatre sous-types de neurones issus des cellules thérapeutiques transplantées. Chaque sous-type présente une expression distincte de gènes connus pour guider la croissance axonale, ce qui explique pourquoi la plupart des neurones d'un même sous-type projettent leurs axones vers la même région cérébrale, formant ainsi des circuits neuronaux.

« En apprenant davantage sur ces sous-types de neurones transplantés, nous pourrons peut-être prédire leurs projections et leur connectivité afin de sélectionner les types de cellules neuronales appropriés pour la reconstruction ciblée des circuits neuronaux chez les patients ».

Ces travaux ouvrent des perspectives prometteuses pour la thérapie cellulaire,

qui pourrait aider les millions de personnes souffrant d'AVC et d'autres affections neurologiques dévastatrices.