Une étude révèle qu’une protéine de défense virale accélère la production de cellules souches féminines

Des chercheurs du Centre de régulation génomique (CRG) ont découvert un traitement qui accélère la production et la qualité des cellules souches pluripotentes chez la souris. Cette découverte pourrait améliorer la modélisation des maladies et les tests de médicaments pour les personnes ayant deux chromosomes X ; les femmes, les hommes transgenres ou les hommes ayant un chromosome X supplémentaire dans le syndrome de Klinefelter.

Les résultats sont publiés dans la revue Progrès scientifiques.

La recherche porte sur les cellules souches pluripotentes induites (iPSC), qui peuvent se transformer en n’importe quel type de cellule du corps, ce qui en fait une ressource extrêmement polyvalente et précieuse en recherche et en médecine. Elles permettent aux scientifiques d’étudier les maladies en laboratoire et de développer des traitements personnalisés. Elles ont également le potentiel de remplacer les tissus endommagés ou malades.

Chez l’homme, la création de cellules souches pluripotentes induites implique la reprogrammation de cellules adultes spécialisées, comme les cellules de la peau, dans un état pluripotent, un travail qui a été récompensé par un prix Nobel au chercheur japonais Shinya Yamanaka en 2012. Cependant, créer des cellules souches de cette manière est une tâche laborieuse, et peu de cellules atteignent un véritable statut pluripotent.

Les chercheurs ont découvert que l’ajout d’interféron gamma (IFNγ) à une culture de cellules précurseurs neuronales de souris, un type de cellule qui se transforme en différents types de neurones, réduisait d’un jour le temps nécessaire à la reprogrammation des iPSC, économisant ainsi du temps et des ressources.

Cette découverte est surprenante, car l’IFNγ est normalement connu pour aider l’organisme à répondre aux infections, par exemple en activant les cellules immunitaires et en favorisant l’inflammation en réponse à la présence d’un virus. C’est la première fois qu’il est démontré qu’il fonctionne dans le contexte complètement différent de la programmation cellulaire.

« L’interféron gamma peut aider les cellules à répondre aux infections virales en ouvrant l’ADN et en activant rapidement l’expression des gènes. Une explication possible est qu’en ouvrant l’ADN comme une palourde, il expose certains gènes, ce qui facilite leur reprogrammation et accélère la transformation de la cellule en cellule souche », explique le Dr Mercedes Barrero, première auteure de l’étude et chercheuse au Centre de régulation génomique de Barcelone.

Une protéine de défense virale avec le « facteur X »

De nombreuses maladies génétiques sont liées au chromosome X. L’étude des cellules souches embryonnaires pluripotentes induites (iPSC) femelles, qui possèdent deux chromosomes X, aide les chercheurs à comprendre ces pathologies. Les cellules souches femelles peuvent également être utilisées dans les tests de médicaments pour garantir l’efficacité et la sécurité des molécules thérapeutiques pour les individus de différents sexes en comprenant comment elles interagissent avec les cellules femelles.

Les cellules souches iPS femelles peuvent également être utilisées pour créer des modèles plus précis de maladies qui touchent de manière disproportionnée les femmes ou, à terme, pour cultiver des tissus et des organes destinés à la transplantation qui répondent spécifiquement aux besoins des patientes. Cependant, la création de lignées de cellules souches femelles de haute qualité a toujours été un défi.

Cela est dû au fait que les cellules femelles adultes ont généralement un chromosome X dormant, un mécanisme de compensation qui permet d’éviter les effets d’une double dose de produits géniques des deux chromosomes X actifs. Les cellules mâles avec des chromosomes XY n’ont pas à faire face à ce problème.

L’activation des deux chromosomes X lors de la reprogrammation cellulaire est généralement un signe distinctif de cellules souches de haute qualité. Cela signifie qu’une cellule a été entièrement reprogrammée, qu’elle a perdu son identité antérieure et qu’elle a acquis le potentiel de devenir n’importe quel type de cellule, imitant essentiellement les cellules des premiers stades embryonnaires.

Les chercheurs ont découvert que l’interféron gamma (IFNγ) était très efficace pour accélérer la réactivation du chromosome X, accélérant ainsi la génération d’iPSC de haute qualité.

« L’ajout d’interféron gamma a rendu la réactivation du chromosome X deux fois plus efficace au début du processus de reprogrammation dans les cellules de souris. Bien que les cellules souches embryonnaires pluripotentes induites (iPSC) obtenues aient la même qualité, nous pensons qu’il est probable qu’elle soit différente dans les cellules souches humaines, et la protéine de défense virale est susceptible de jouer un rôle important dans l’amélioration de la qualité des lignées de cellules souches femelles humaines », explique le Dr Bernhard Payer, auteur principal de l’étude et chercheur au Centre de régulation génomique de Barcelone.

« La médecine personnalisée pour les femmes exige des lignées de cellules souches féminines de haute qualité. Sans elles, les thérapies expérimentales pourraient échouer. Nos résultats constituent un pas en avant vers la production de cellules souches embryonnaires féminines de haute qualité, qui sont essentielles pour garantir que la promesse de la médecine personnalisée profite à tous, et pas seulement à quelques-uns », conclut le Dr Payer.