LA RECHERCHE sur les iPS s’emballe ! Voici les dernières nées de la biologie cellulaire : les piPS ou protein-induced pluripotent stem cells. C’est un pas de géant, que vient de franchir l’équipe californienne de Sheng Ding, en obtenant ces cellules souches pluripotentes sans ajout de matériel génétique exogène. Ces piPS présenteraient ainsi les avantages de leurs grandes surs iPS, sans leur gros point faible : le risque mutagène lié aux séquences génétiques exogènes.
Les iPS, ces cellules souches un peu particulières, attisent actuellement l’intérêt des scientifiques. Issues de la reprogrammation de cellules somatiques, elles présentent en effet les mêmes propriétés que les cellules souches embryonnaires : la même capacité à proliférer in vitro et à se différencier. La cure de jouvence est obtenue par l’incorporation des gènes de quatre facteurs de transcription Oct4, Sox 2, c-myc et Klf4. Ces derniers mois, différentes équipes ont réussi à débarrasser la cellule du vecteur portant ces gènes, qu’il s’agisse d’un vecteur viral ou d’un plasmide. Restait à s’affranchir de tout matériel génétique susceptible de modifier le génome cellulaire. C’est chose faite en incorporant non pas les gènes mais directement leurs produits, les facteurs de reprogrammation.
Des protéines conjuguées à la polyarginine.
Comment les chercheurs ont-ils fait ? Ils se sont appuyés sur des données récentes à l’époque qui venaient de montrer qu’il était possible d’introduire certaines protéines dans la cellule en conjuguant celles-ci à un petit peptide, la polyarginine. Pour reprogrammer les cellules somatiques de souris, Sheng Ding et ses collaborateurs les ont ainsi directement exposées aux protéines recombinantes, en sautant la case « transcription d’exogènes ». Comme les protéines une fois mises en culture sont dégradées par les cellules, les chercheurs ont surmonté l’obstacle en répétant les cycles.
Leur travail s’est déroulé en plusieurs étapes. Il s’est agi tout d’abord de s’assurer de la perméabilité cellulaire. Puis rapidement est apparue la première limite : les protéines étaient dégradées au bout de quarante-huit heures, alors que le processus de reprogrammation pour les iPS nécessite classiquement sept à dix jours. C’est pourquoi les chercheurs ont opté pour une stratégie en quatre cycles. Heureusement, les cellules piPS obtenues après 30 passages se sont révélées stables et morphologiquement identiques aux cellules embryonnaires. Pour la pluripotence, certains marqueurs typiques ont été mis en évidence par immunocytochimie et marquage, et surtout les cellules piPS ont pu se différencier in vitro en cellules des trois lignées primaires, endoderme, mésoderme et ectoderme. Plus encore, il a été possible d’incorporer des cellules piPS au sein de blastocystes murins et de transplanter ces embryons chimères ensuite chez des souris. Outre la sécurité d’utilisation, cette nouvelle méthode présente l’avantage d’être plus simple et plus rapide que l’approche génétique. Cela pourrait devenir un outil de référence en biologie cellulaire à l’avenir.
Cell Stem Cell4, 8 mai 2009.
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