Les cellules souches sanguines sont à la base des systèmes sanguin et immunitaire. Présentes principalement dans la moelle osseuse, elles produisent continuellement les cellules sanguines et immunitaires dont une personne a besoin tout au long de sa vie. Leur capacité à se renouveler les rend également essentielles aux transplantations de moelle osseuse et aux thérapies géniques destinées à traiter les maladies du sang.
Mais la préparation de ces cellules en vue d’un traitement peut les affaiblir. Avant une thérapie génique, les cellules souches sanguines doivent être traitées en laboratoire, une étape qui peut réduire leur capacité de régénération et diminuer les chances de réussite du traitement. Des chercheurs de l’Institut de médecine régénérative de l’Université de Zurich ont maintenant identifié une approche de signalisation susceptible de préserver une propriété essentielle de ces cellules au cours de ce processus.
Dans une étude publiée dans EMBO Molecular Medicine, l’équipe a examiné les effets de la protéine C activée, ou aPC, sur les cellules souches sanguines humaines. Elle a constaté qu’une brève exposition à l’aPC aidait les cellules à rester dans un état de repos protégé et améliorait leur capacité à être transplantées dans un modèle animal.
Un récepteur, des effets radicalement différents
Les chercheurs ont comparé l’aPC à la thrombine, une autre protéine impliquée dans la coagulation du sang. Les deux protéines agissent par l’intermédiaire du même récepteur cellulaire, le récepteur 1 activé par les protéases, appelé PAR1. Pourtant, l’activation de ce récepteur par les deux protéines n’a pas produit le même résultat biologique.
Selon les chercheurs de l’Université de Zurich, l’aPC a aidé les cellules souches sanguines à rester quiescentes : un état de repos associé à la préservation de leurs caractéristiques de cellules souches à long terme. Les cellules traitées à l’aPC se sont moins souvent divisées et étaient moins susceptibles de se différencier prématurément en cellules sanguines spécialisées.
Cette distinction est importante, car les cellules souches doivent conserver leur capacité à se renouveler et à reconstituer le système sanguin. Une différenciation prématurée peut éroder ce potentiel. Contrairement à l’aPC, la thrombine a entraîné une différenciation plus importante des cellules, un effet susceptible de réduire leur potentiel de cellules souches.
Ce résultat illustre un principe plus large de la signalisation cellulaire : l’identité d’un récepteur ne suffit pas à déterminer le résultat. Différentes molécules agissant par l’intermédiaire du même récepteur peuvent orienter les cellules vers des états très différents. Ici, l’interaction aPC-PAR1 semble avoir favorisé un état protégé plutôt qu’une trajectoire vers la différenciation.
Un traitement d’une heure a produit un effet
L’intervention rapportée était brève. Les chercheurs ont constaté que le traitement de cellules souches sanguines humaines par l’aPC pendant une heure améliorait leur capacité à être transplantées chez des souris. Dans ce modèle de transplantation animale, les cellules traitées ont produit davantage de cellules sanguines humaines que les cellules non traitées, selon les informations disponibles.
Ce résultat est encourageant, car le traitement en laboratoire constitue une étape incontournable de nombreux protocoles avancés de thérapie cellulaire. Un traitement pouvant être appliqué brièvement tout en préservant les propriétés fonctionnelles des cellules destinées à la transplantation pourrait être utile si ses effets sont confirmés par d’autres études.
Cette recherche est le fruit d’une collaboration entre l’Université de Zurich et l’Université de Californie à Santa Cruz. Elle portait sur des cellules souches sanguines humaines, mais le résultat de transplantation décrit dans l’étude provient d’un modèle animal. Cette limite est importante pour interpréter les conclusions : les travaux appuient un mécanisme prometteur et un résultat préclinique, mais ne démontrent pas l’existence d’une thérapie clinique pour les patients.
Un intérêt potentiel pour la thérapie génique
Les thérapies géniques contre les maladies du sang reposent souvent sur le prélèvement des cellules souches sanguines d’un patient, leur modification à l’extérieur de l’organisme, puis leur réinjection par transplantation. La capacité de ces cellules à rétablir la production sanguine après cette séquence est fondamentale pour la réussite du traitement.
Les chercheurs cherchent donc des moyens de limiter la perte de capacité régénérative pouvant survenir lorsque les cellules sont manipulées en laboratoire. Les résultats de l’équipe de Zurich suggèrent que la modulation d’une autre voie de signalisation pourrait constituer une solution. En favorisant la quiescence plutôt que des divisions fréquentes ou une différenciation précoce, le traitement à l’aPC pourrait aider les cellules à conserver des propriétés associées à une fonction durable.
Les travaux n’établissent pas comment l’aPC pourrait être intégré à la production clinique, quels patients ou quelles maladies en bénéficieraient le plus, ni si l’avantage observé se maintiendrait avec différents protocoles thérapeutiques. Ces questions nécessitent des recherches supplémentaires. La sécurité, la dose, le calendrier d’administration, la reproductibilité et les performances dans des études humaines devront toutes être évaluées avant une adoption clinique.
Pourquoi ce résultat est important
Les thérapies faisant appel aux cellules souches sanguines reposent sur un équilibre délicat. Les cellules doivent être prélevées et traitées, tout en restant capables de reconstruire les systèmes sanguin et immunitaire sur le long terme. La nouvelle étude met en évidence un moyen d’influencer cet équilibre par la signalisation de PAR1.
Son principal enseignement n’est pas simplement que l’aPC agit sur les cellules souches sanguines. Il est que deux molécules utilisant le même récepteur peuvent produire des effets fonctionnels opposés : l’aPC favorise un état de repos protégé, tandis que la thrombine stimule une différenciation plus importante. Ce contraste fournit aux chercheurs une cible plus précise pour réfléchir à la préservation des capacités des cellules souches pendant leur préparation en laboratoire.
Pour l’instant, ce résultat constitue une avancée préclinique plutôt qu’un changement dans la prise en charge des patients. Néanmoins, un traitement d’une heure ayant amélioré les performances de transplantation dans un modèle murin offre une piste concrète pour rendre plus fiables les protocoles de transplantation de moelle osseuse et de thérapie génique.
Cet article s’appuie sur un reportage de Medical Xpress. Lire l’article original.
Originally published on medicalxpress.com
