C'est une étude internationale qui a nécessité la collaboration de scientifiques du Wellcome Trust Sanger Institute, de l'université de Cambridge, de l'Institut Pasteur, de l' Instituto de Biomedicina en Espagne, du Sangamo BioSciences (US), de l'université de Rome et de la DNAVEC Corporation au Japon.
Ces chercheurs ont utilisé des cellules de personnes atteintes d'une maladie génétique du foie pour générer des «cellules souches pluripotentes induites» (IPSC), qui ont la capacité de se transformer en d'autres types de cellules, dont en cellules du foie. Ces cellules souches ne pouvaient être utilisées pour traiter la maladie parce qu'elles restaient porteuses de la mutation génétique qui cause la maladie. Toutefois, en supprimant la séquence génétique porteuse de la mutation et en la remplaçant par une séquence correcte, les chercheurs ont réussi à obtenir des cellules souches qui, cultivées dans les cellules du foie et testées sur des modèles animaux et en laboratoire, se comportent comme des cellules hépatiques saines.
L'utilisation de la technologie génétique pour extraire précisément les mutations génétiques est un grand pas en avant dans le développement de cellules souches personnalisées qui pourront permettre de traiter les maladies génétiques humaines. Cela reste, précisent les chercheurs, une technologie de pointe encore à ses premiers stades de développement et il faudra encore de nombreuses recherches avant de pouvoir les utiliser dans des essais cliniques chez l'homme.
La thérapie par cellules souches est basée sur le principe que nous devrions être capables d'exploiter les propriétés de nos cellules souches qui peuvent produire de nouvelles cellules indéfiniment et se développer en d'autres types de cellules. Cette nouvelle étude part également du principe que les cellules pourraient être extraites des patients atteints de mutations génétiques, puis transformées en cellules souches en laboratoire, dont les mutations seraient ensuite corrigées en utilisant des techniques génétiques spécifiques. Si l'on parvient à perfectionner ces techniques, ces cellules souches corrigées pourront alors théoriquement être cultivées dans des tissus en laboratoire et réinsérées chez le patient, permettant de lui régénérer des tissus qui fonctionnent normalement.
Cette étude a porté sur une mutation génétique spécifique, le déficit en α1-antitrypsine Une mutation provoque la production d'une protéine α1-antitrypsine défectueuse qui peut conduire à une cirrhose du foie puis à une insuffisance hépatique. Les personnes ayant une insuffisance hépatique auront besoin d'une greffe du foie, ce qui n'est pas toujours possible…En rectifiant la séquence génétique et en testant les cellules « corrigées », les chercheurs constatent que la mutation a bien été correctement corrigée dans un petit nombre d'iPSCs de 3 patients. Ces iPSCs génétiquement corrigées ont réussi à se développer en différents types de cellules en laboratoire. Lorsque ces iPSCs se développent dans des tissus hépatiques, les chercheurs constatent en laboratoire, qu'elles se comportent comme des cellules saines. Après transplantation de ces cellules dans le foie de souris, les chercheurs constatent que les cellules transplantées se sont bien intégré dans le foie des animaux et ont commencé à produire et à libérer des protéines humaines comme en laboratoire.
Cette technique peut donc permettre, à terme, une correction rapide et propre d'une mutation ponctuelle dans une cellule souche humaine, sans affecter ses caractéristiques fondamentales.
Source: Nature, published online October 12 2011doi:10.1038/nature10424 Targeted gene correction of α1-antitrypsin deficiency in induced pluripotent stem cells (Visuel “microtissues” Nature Protocol)