Cellules souches pluripotentes induites (IPS) ont le potentiel de se transformer en une grande variété de types de cellules et de tissus pour les tests de médicaments et les thérapies de remplacement cellulaire. Cependant, le “recettes” pour cette conversion sont souvent compliqués et difficiles à mettre en œuvre. Chercheurs du Centre de thérapies régénératives de Dresde (CRTD) à la TU Dresde, Université de Harvard (Etats-Unis) et l'Université de Bonn ont trouvé un moyen d'extraire systématiquement et rapidement des centaines de cellules différentes d'iPS à l'aide de facteurs de transcription, y compris les neurones, cellules du tissu conjonctif et des vaisseaux sanguins. Les chercheurs peuvent utiliser cette source de facteurs de transcription via l'organisation à but non lucratif Addgene. Les résultats ont maintenant été publiés dans la revueBiotechnologie naturelle.
Les chercheurs ont utilisé des cellules souches pluripotentes induites par l’homme (IPS), qui ont été reprogrammées à partir de cellules du tissu conjonctif dans un état quasi-embryonnaire. En principe, Les cellules iPS peuvent être utilisées pour obtenir toutes sortes de cellules différenciées, des neurones aux cellules des vaisseaux sanguins, chaque recette étant adaptée individuellement. “La plupart des protocoles de différenciation sont très laborieux et compliqués. It’s not possible to obtain different cell types from iPS simultaneously and in a controlled manner in a single culture,” explique le professeur. Docteur. Volker Busskamp, qui travaille à la Eye Clinic et au pôle d'excellence ImmunoSensation2 de l'université de Bonn, au pôle d'excellence physique de la vie (PoL) et au CRTD de la TU Dresden.
Avec une équipe de l'Université Harvard, TU Dresden et Université de Bonn, il visait à remplacer les procédures compliquées par des procédures simples “recettes.” Utiliser un processus de sélection à grande échelle, les chercheurs ont trouvé un total de 290 Protéines liant l'ADN qui reprogramment rapidement et efficacement les cellules souches en cellules cibles. Les chercheurs ont pu démontrer qu’un seul facteur de transcription suffit dans chaque cas pour produire des neurones différenciés., tissu conjonctif, vaisseaux sanguins et cellules gliales des cellules souches dans les quatre jours. Ces derniers recouvrent les neurones comme “isolateurs.”
Un standard génétique pour la différenciation des cellules souches
Utiliser des procédures automatisées, les chercheurs ont introduit la séquence d'ADN du facteur de transcription respectif et d'autres éléments de contrôle dans le génome des cellules souches. Les facteurs de transcription pourraient être activés en ajoutant une petite molécule, provoquant la conversion de certaines cellules souches transgéniques en cellules différenciées. Il a alors été possible de distinguer et de trier automatiquement les cellules souches et les cellules différenciées grâce à des marqueurs cellulaires. Les chercheurs ont ensuite étudié la quantité d'un certain facteur de transcription présent dans les cellules différenciées par rapport aux cellules souches.. “Plus la différence est grande, plus le facteur de transcription correspondant semble être important pour la conversion des iPS en cellules différenciées,” explique Busskamp.
L'équipe a utilisé cette méthode pour tester un total de 1732 facteurs de transcription potentiels sur trois lignées de cellules souches différentes. Les chercheurs ont trouvé un effet pour 290 différents facteurs de transcription qui ont provoqué la conversion des iPS en cellules différenciées. C'est un nouveau territoire, car cette propriété de la programmation iPS de 241 des facteurs de transcription découverts étaient auparavant inconnus. En prenant l'exemple des neurones, tissu conjonctif, vaisseau sanguin et cellules gliales, les chercheurs ont effectué divers tests pour montrer que les cellules converties sont très similaires aux cellules du corps humain dans leur capacité fonctionnelle.
Les résultats ouvrent de nouvelles possibilités dans la recherche
“L'avantage des facteurs de transcription identifiés est qu'ils sont capables de convertir les iPS en cellules corporelles de manière particulièrement rapide et simple et qu'ils peuvent potentiellement également être utilisés pour former des tissus plus complexes.,” dit Busskamp. Ce qui a pris des semaines, voire des mois, se produit désormais en quelques jours. Au lieu de protocoles coûteux et chronophages, un seul facteur de transcription suffit pour les hits identifiés lors du dépistage de masse.
