Share

Dr. Mirella Dottori Traduction pour BabelFAmily: Isabelle Barth-O'Neill et Nathalie Kourimsky 

VOIX OFF
Bienvenue à Close Up, le podcast sur la recherche, les options et l'analyse de l'Université de Melbourne en Australie.

SHANE HUNTINGTON
Je m'appelle Shane Huntington, merci de vous joindre à nous. Dans cet épisode, nous allons discuter des cellules souches. En particulier celles que l'on appelle les cellules souches pluripotentes induites, ou cellules iPS. Parce qu'elles dérivent en particulier des cellules adultes somatiques, les cellules iPS évitent certaines des controverses éthiques qui entourent l'utilisation des cellules souches embryogéniques. Pour en savoir plus au sujet des cellules iPS, comment elles contrastent avec les cellules souches embryonnaires, ainsi que la promesse qu'elles puissent être la source d'un traitement pour les  maladies héréditaires, nous avons contacté le Dr Mirella Dottori, chef du Laboratoire des Cellules Souches au sein du Centre de Neurosciences, ici à l'Université de Melbourne, et le Dr Alice Pébay, Responsable Scientifique et directrice du Programme de Différentiation Cardiaque du Groupe Médical sur les Cellules Souches de l'Institut O'Brien. Mirella et Alice, je vous souhaite la bienvenue à Close up.

MIRELLA DOTTORI
Merci

Dr. Alice Pébay 

ALICE PEBAY
Bonjour

SHANE HUNTINGTON
Alice, commençons par vous ! Pour toutes les personnes qui nous écoutent et qui ne savent pas ce que sont les cellules souches, que sont-elles et où les trouve-t-on dans le corps?

ALICE PEBAY
Alors, en fait, il existe différents types de cellules souches. Il faut faire la différence entre les cellules souches embryonnaires et les cellules souches adultes. Commençons par les cellules souches embryonnaires. Comme son nom l'indique, une cellule souche embryonnaire est une cellule qui provient d'un embryon. Elle s'appelle cellule souche parce qu'on indique que c'est une cellule qui ne s'est pas encore transformée. Elle a le potentiel de devenir quelque chose. Et les cellules souches embryonnaires proviennent des tout premiers développements d'un embryon. Alors qu'une cellule souche adulte est une cellule qui se niche dans notre corps, soit le corps d'un adulte, soit celui d'un enfant.
 
SHANE HUNTINGTON
Quel est en fait le rôle que jouent ces cellules souches ? Je veux dire, elles ont évidemment une fonction très spécifique dans notre corps, quel est ce rôle ?

ALICE PEBAY
Donc, une cellule souche embryonnaire a bien sûr un rôle fondamental: celui de développer un individu. Sans ces cellules souches embryonnaires, nous n'aurions pas de corps. Pas d'individu. Elles sont là pour fabriquer et développer les cellules qui constitueront la peau, les muscles, les différents organes, le système nerveux, et tous les organes de notre corps. Si nous passons maintenant aux cellules souches adultes, ces dernières ont le potentiel de se différencier en types de cellules spécifiques. Elles ont moins de potentiel que les cellules souches embryonnaires; ce qui veut dire qu'elles sont probablement dans le corps afin de générer des cellules pour une partie spécifique du corps. Par exemple, les cellules souches de la moelle épinière augmenteront les cellules du sang pendant toute notre vie, c'est tout simple.

SHANE HUNTINGTON
Donc les cellules souches embryonnaires, peuvent, par essence, devenir n'importe quelle cellule, alors que les cellules souches adultes ont une fonction très spécifique. Ai-je bien compris?

ALICE PEBAY
Oui. C'est une bonne façon de généraliser les choses.
 

SHANE HUNTINGTON
Quand on parle de cellules souches embryonnaires, peuvent-elles être utilisées dans le corps de tout le monde à partir d'une source particulière ou bien doit-il y avoir un lien héréditaire entre les cellules? Faut-il qu'elles proviennent d'un membre de la famille ? Ou pouvez-vous simplement prendre des cellules souches embryonnaires au hasard et les utiliser pour aider n'importe qui?
 
ALICE PEBAY
D'abord, vous ne prélèveriez pas de cellules souches embryonnaires pour les implanter chez quelqu'un. Tout d'abord à cause de ce que nous savons des cellules souches embryonnaires… parce qu'elles peuvent se transformer même en cancer. Nous ne savons pas comment contrôler la différentiation, en particulier dans le corps. Si vous injectez des cellules souches, vous prenez un énorme risque, en créant une nouvelle maladie dans le corps. Le second point, c'est le rejet. Si vous mettez dans votre corps quelque chose qui provient d'un autre individu, vous prenez le risque que votre corps le rejette. Donc vous ne feriez pas cela.
 
SHANE HUNTINGTON
Mirella, parlons maintenant de la controverse au sujet de l'utilisation de ces types de cellules, en particulier, les cellules embryonnaires. Sur quoi se base cette controverse?
 
MIRELLA DOTTORI
La base est que les cellules souches embryonnaires sont dérivées d'un blastocyste. Donc, au moment de la fertilisation, vous avez un œuf et un sperme qui se mettent ensemble pour former un zygote, puis le zygote commence à se diviser de manière continue. Après quatre ou cinq jours, il devient ce que l'on appelle un blastocyste. Donc, ce blastocyste est au moment où naturellement il voyage vers le bas, dans les tubes de Fallope et s'implante dans l'utérus. Donc les lois… partout dans le monde disent que les cellules souches embryonnaires doivent provenir d'un blastocyste, mais il a été généré pour aider la fertilisation in-vitro. Donc les couples qui ont vécu une fertilisation in vitro et ont tous ces embryons différents, certains sont implantés immédiatement, s'ils ne veulent pas une implantation immédiate, on peut les congeler. Après un certain nombre d'années, ils ont le choix. Soit les embryons sont détruits, soit ils sont implantés. Il existe maintenant un troisième choix: on peut donner ces embryons à la recherche. Si on les donne, un des domaines de recherche est de dériver des cellules souches embryonnaires. D'où la controverse qui entoure cela, puisque l'embryon peut potentiellement devenir un individu. Donc dans les faits. Beaucoup de gens voient cela comme la destruction de vies pour sauver d'autres vies.

SHANE HUNTINGTON
Certains de nos auditeurs se souviendront que nous avons parlé dans l'épisode quatre des questions soulevées par les cellules souches, mais… plusieurs années après, j'ai aujourd'hui pour vous une de ces questions: pensez-vous que la controverse autour des cellules souches embryonnaires ait aidé à mener ces autres domaines de la recherche sur les cellules souches, comme celui sur lequel vous êtes penchée?

MIRELLA DOTTORI
Absolument. C'est extrêmement compliqué de répondre à cette question qui touche toute la controverse autour des cellules souches embryonnaires. Vous savez, quand commence la vie? Empêchons-nous la vie de se développer ? C'est basé sur les croyances  et la compréhension des gens, et il n'y a ni bien, ni mal à cela. Et bien sûr les gens ont des sentiments très forts à ce sujet. Naturellement et à juste titre. Peut-être est-ce une des principales sources de motivation d'un point de vue purement scientifique. Ce que les gens pensent: "Ok, nous savons que le potentiel pour utiliser les cellules souches embryonnaires a une valeur extrême, extraordinaire, parce qu'elles ont le potentiel de toutes devenir des cellules types. Et donc nous avons une source de cellules qui peuvent se transformer en types de cellules différentes pour la thérapie de remplacement, etc." Donc quelle est la solution alternative pour aller dans ce sens? Présentement, une des solutions alternatives est le clonage – le transfert nucléaire de cellules somatiques. Et pendant de nombreuses années, les gens ont essayé de travailler dans ce sens. Cependant, pour les êtres humains, c'est absolument inefficace. On a réussi à cloner jusqu'à un certain point dans une boîte de Pétri, mais on n'a pas réussi à les multiplier. J'aimerais juste souligner que, dans le clonage, il y a le clonage thérapeutique et le clonage reproductif. Avec le clonage thérapeutique, le but est de dériver des types de cellules. Le clonage reproductif est interdit par la loi… de manière internationale…Il est interdit d'implanter ce clone dans un individu pour obtenir un autre individu. En fait, puisque c'est inefficace, les gens ont alors eu à penser à une troisième option… et pendant de nombreuses années, ils ont considéré ce que sont les gènes essentiels ou facteurs qui rendent une cellule souche embryonnaire ce qu'elle est, c'est-à-dire une cellule pluripotente qui peut devenir n'importe quel type de cellule. Et aussi surprenant que cela soit, quelques scientifiques au Japon et aux Etats-Unis… par exemple, les scientifiques japonais, sous la conduite de Yamanaka, ont été des leaders, un des premiers groupes qui ont été capables de réduire à quatre, cinq facteurs, fondamentalement… qu'ils étaient comme les gènes moteurs clefs qui fabriquent les cellules souches embryonnaires, ses caractéristiques pluripotentes. De là, nous avons été capables de dériver ces cellules souches pluripotentes induites. 

SHANE HUNTINGTON
Mirella, nous avons souvent entendu parler des valeurs du sang du cordon ces derniers temps, et en fait, des compagnies privées, quelques hôpitaux encouragent beaucoup de parents à entreposer leur sang, parfois à des prix exorbitants. Ils leur demandent parfois de donner leur sang gratuitement. Quel est le but de cela ? Quelle est la valeur du sang de cordon, pour ce qui est des cellules souches?

MIRELLA DOTTORI
À bien des égards, le sang de cordon a des caractéristiques équivalentes aux cellules souches de la moelle épinière, essentiellement, comme les cellules souches adultes dans le sens où elles peuvent donner naissance à une famille par exemple, de types de cellules sanguines, même peut être de la graisse d'os etc. Maintenant, il y a des écoles de pensée là-bas, ou des chercheurs qui revendiquent que le sang de cordon peut aussi donner naissance à toutes sortes de cellules dans le corps. Même les nerfs ou les muscles, etc. Pour cette raison, beaucoup de personnes ont pensé: "OK, le sang de cordon peut être un autre type de cellule qui pourrait être équivalent dans une certaine mesure à une cellule souche embryonnaire, Donc, beaucoup d'essais ont été effectués, des personnes ont été greffées avec du sang de cordon et on a vu des améliorations. Mais il y a une chose que beaucoup de gens ont noté avec les cellules souches de sang de cordon, c'est qu'elles laissent échapper beaucoup de facteurs symptomatiques, du soutien trophique. Alors, une partie du potentiel régénératif n'est pas qu'ils remplacent les cellules malades, c'est plus que cela, elles produisent du soutien ou des facteurs pour promouvoir le corps à régénérer et à remplacer ses propres cellules. Et, je pense que c'est un mécanisme thérapeutique dans son utilisation plutôt qu'un remplacement de cellules. Maintenant, l'idée de conserver du sang de cordon, je trouve cela un peu compliqué. Beaucoup de mes amis et ma famille me demandent conseil. Simplement parce nous ne savons pas où part la recherche. Donc, d'une certaine manière, vous pouvez voir les valeurs d'avoir vos propres cellules aussi proche que possible conservées pour 30-40 ans. Donc, par exemple, si vous avez une leucémie, si vous avez un problème, vous avez les cellules qui sont là comme source. Mais, aussi avec la technologie des cellules iPS où il est possible de dériver potentiellement des cellules du patient et peut être que de telles choses comme la conservation de sang de cordon ne sont pas nécessaires comme le pensent certaines personnes. Mais pourquoi ne pas alors tout conserver? Alors, cela dépend des individus. Je pense que c'est compliqué de répondre. Et je peux comprendre les deux points de vue.

SHANE HUNTINGTON
C'est Up Close qui vient à vous depuis l'Université de Melbourne en Autralie. Je suis Shane Huntington et nos invités sont le Dr Mirella Dottori et le Dr Alice Pébay. Nous parlons aujourd'hui des cellules souches.

SHANE HUNTINGTON
Alice, un des aspects notables des cellules souches embryonnaires est qu'elles sont pluripotentes alors que les cellules souches adultes sont appelées multipotentes, Pouvez-vous nous expliquer la différence ? Que veulent dire ces deux termes ? Et qu'est-ce qui fait naître les différentes options que ces cellules nous donnent?

ALICE PEBAY
Je pense que c'est une construction humaine. En fait  nous avons besoin de tout catégoriser. Nous avons des multi-, pluri- et toti- potentes. Clairement, cela veut dire que si nous prenons une cellule souche embryonnaire, le potentiel de différentiation est presque le même pour toutes les cellules. C'est pour cela qu'on les appelle pluripotentes. Si vous prenez des cellules souches adultes, il y aura moins de potentiel de différentiation, c'est pour cela qu'on les appelle cellules souches multipotentes. Par exemple, si je prends une cellule souche neuronale, celle-ci sera capable de se différencier en cellules du système nerveux. Comme les cellules astrocytes et magrogliales en général. Et les neurones. Si je prends une cellule souche embryonnaire, je serai en mesure de différentier cette cellule en différents types de cellules: cardyomyocytes, neurones, cellules de la peau. Il y a bien plus de potentiel.

SHANE HUNTINGTON
Maintenant, dans votre travail, vous commencez avec une cellule de peau adulte. Et en fait vous l'induisez pour qu'elle devienne le type de cellule pour faire le travail. Expliquez-nous un peu ce qui se passe ici.

ALICE PEBAY
En fait, ce que nous avons fait, c'est suivre les recherches qui avaient été faites en Amérique et au Japon, et qui permettaient de reprogrammer les cellules adultes, les cellules de peau, en une cellule qui ressemble à une cellule souche embryonnaire. Pour cela, nous avons simplement modifié l'expression de quelques gènes de cellules de peau qui sont obtenues par biopsie. Nous avons attendu suffisamment longtemps et finalement sommes arrivés à cette étape, où les cellules ressemblaient à des cellules souches embryonnaires. Une fois arrivés à cette étape, avec nos collaborateurs, nous avons réussi à isoler ces cellules et à les faire pousser dans une culture. Dans ces mêmes conditions de culture qui sont utilisées pour conserver les cellules souches embryonnaires en laboratoire. Donc, cette façon de programmer se faisait en modifiant les gènes et en utilisant des techniques qui sont normalement utilisées pour la biologie des cellules souches embryonnaires.

SHANE HUNTINGTON
Quand vous parlez de "reprogrammation" vous ne fabriquez pas entièrement une cellule souche embryonnaire, donc quelles sont les ressemblances et quelles sont les différences?

ALICE PEBAY
Quelles sont les différences et les ressemblances ? Eh bien, nous savons qu'elles sont très semblables en termes de potentiels de différenciation. Nous savons qu'elles sont semblables dans l'expression de nombreux soi-disants marqueurs pluripotents qui montrent que les cellules sont des cellules souches. Mais nous savons qu'elles sont potentiellement différentes et il s'agit là d'un domaine de recherche très actuel en ce moment. Nous savons aussi qu'elles diffèrent au niveau épigénétique et, potentiellement, elles pourraient présenter des différences dans leur capacité à se différentier, mais ce n'est pas encore sûr. À la base, il semblerait que, bien que les cellules IPS, qui sont les cellules reprogrammées, sont capables de se différencier dans des types variés de cellules, j'ai pu constater qu'en laboratoire le processus est un peu plus difficile que pour les cellules souches embryonnaires humaines. Nous devons les forcer un peu plus pour les amener à se différencier. S'agit-il d'un problème technique ? S'agit-il d'un problème de reprogrammation ? Nous ne le savons pas encore. Nous sommes encore en train de travailler sur ces aspects afin de comprendre.

SHANE HUNTINGTON
Alice, qu'entendez-vous par épigénétique?

ALICE PEBAY
Une explication très simple de l'épigénétique est une modification que l'on ne trouve pas dans un gène qui présente cette modification, mais que vous trouverez dans la génération suivante. C'est donc l'épi-génétique.

SHANE HUNTINGTON
Alice, pourquoi avez-vous choisi les cellules de peau pour ce travail ? Quelle est leur spécificité?

ALICE PEBAY
Ce que nous avons fait dans notre travail, qui consistait à dériver des cellules iPS de personnes souffrant de maladies génétiques spécifiques, a été de suivre des protocoles déjà publiés par d'autres scientifiques dans le monde entier. Pourquoi ont-ils choisi des cellules de peau? Il peut y avoir plusieurs raisons. L'une d'entre elles est la disponibilité des cellules de la peau. La peau est le plus grand organe du corps humain. Il est très simple de faire une biopsie de la peau et de reprogrammer ces cellules. Il y a néanmoins aujourd'hui une discussion concernant la meilleure source de cellules qui devrait ou qui pourrait être utilisée pour la génération de cellules iPS et il semblerait que l'efficacité de reprogrammation puisse dépendre d'un type de cellule à un autre. Nous avons utilisé des cellules de peau, mais pourquoi ne pas utiliser ces cellules adipocytes ou de graisse ou d'autres types de cellules pour dériver les cellules iPS? Tout est possible.

SHANE HUNTINGTON
Mirella, nous avons parlé précédemment des questions d'éthique concernant le travail sur les cellules souches embryonnaires, j'imagine que l'un des thèmes qui pourraient surgir lorsque vous réalisez ce type de modification d'une cellule de peau, pour lui permettre de produire de nombreuses autres cellules est, comme Alice l'a évoqué plus tôt, que les cellules souches embryonnaires vous permettent, en principe, de produire un corps entier. Est-ce un problème pour ce genre de travail? Pouvez-vous faire la même chose avec vos cellules souches pluripotentes induites?

MIRELLA DOTTORI
En théorie, oui. Et d'ailleurs, ils  ont montré que sur la souris sur laquelle on a pu prélever ces cellules iPS générées à partir des cellules de peau de sa queue et… les ont générées en cellules IPS. Puis ils ont implanté ces cellules iPS dans un autre blastocyte de souris, ensuite ils ont implanté le blastocyte dans une souris en gestation ou en pseudo-gestation. La descendance de cette souris est entièrement dérivée des cellules iPS d'origine. Donc, en théorie, c'est presque comme un clonage. Dans cette procédure il y a un clonage. Donc en théorie, le potentiel de créer un nouvel individu complet à partir d'une cellule IPS existe. Et c'est ce qu'ils ont montré.

SHANE HUNTINGTON
On dirait que ces cellules sont presque trop bonnes pour être vraies. Assistons-nous à la destruction du champ de travail des cellules souches embryonnaires et sera-t-il bientôt remplacé par ce nouveau type de cellules induites sur lesquelles vous êtes en train de travailler?

MIRELLA DOTTORI
Pas du tout. Ce n'est pas parfait. Comme Alice l'a évoqué, il existe plusieurs facteurs de la technologie iPS qui nécessitent d'être étudiés. Et la manière dont les cellules iPS sont générées, essentiellement en changeant l'ensemble du code génétique, même cette procédure n'est pas encore parfaite. Donc lorsque les chercheurs ont étudié tous les gènes exprimés dans les cellules souches embryonnaires et les ont comparés avec les cellules iPS, ils n'ont pas obtenu une corrélation à 100%. Parce que, visiblement, nous ne savons pas tout. Il y a beaucoup de choses dont nous ne sommes pas sûrs. Vous vous dites, eh bien, il n'y a pas de corrélation à 100%, est-ce donc important? Et vous n'en serez jamais vraiment sûr. Donc, les CSE, les cellules souches embryonnaires, sont, de bien des manières, comme un sigle doré. Et nous devons constamment les comparer et contraster avec les cellules iPS. Il se peut qu'il y ait une nécessité de continuer à dériver de nouvelles lignes de CSE, mais peut être pas. Peut-être n'aurons-nous pas besoin des CSE directement pour des thérapies. Mais nous en aurons toujours besoin pour la recherche.

SHANE HUNTINGTON
Mirella, imaginons que vous prélevez maintenant un échantillon de ma peau et que vous passez par tout ce processus d'induction de cellules pour obtenir ces merveilleuses caractéristiques, pouvez-vous nous décrire comment vous procédez ? Quels sont les processus que vous suivez en laboratoire?

MIRELLA DOTTORI
Okay, donc, vous allez voir un médecin qui effectue une petite biopsie de la peau, il prélève un morceau de peau, créant un petit trou. Ensuite, à partir de votre peau, nous cultivons les cellules de la peau comme on le fait pour les victimes de brûlures auxquelles on prélève des cellules de peau pour en cultiver une nouvelle afin de remplacer les cellules. Et les faire croître en nombre. Ensuite, nous introduisons ces quatre ou cinq gènes ou protéines différents et il existe plusieurs méthodes pour les introduire dans les cellules. La méthode traditionnelle, et celle qui est la plus efficace, est d'utiliser des virus. En utilisant des virus qui portent ces gènes à l'intérieur, ils infectent l'intérieur des cellules et commencent à exprimer ces gènes ou ces quatre ou cinq protéines que nous appelons les facteurs Yamanaka. Il s'agit d'Oct 4, Klf 4, c-Myc, et Sox 2. Une fois que ces protéines ou ces gènes sont exprimés, ils induisent - incroyable mais vrai - ces cellules de peau à exprimer les mêmes gènes. Ils agissent comme des clés. Ils travaillent comme des pilotes. Et ils disent en quelque sorte à la cellule "okay, on est là, alors commence à exprimer tes gènes de cellule souche et inhibe tous les gènes qui font de toi une cellule de peau". C'est pourquoi nous parlons de reprogrammation. Ensuite, une fois que ces cellules ont été trompées ou converties, transformées ou reprogrammées pour devenir comme une cellule souche, elles inhibent les gènes que nous avons introduits. Maintenant, puisque la manière traditionnelle d'utiliser un virus n'est pas un système viable thérapeutiquement, il existe plusieurs groupes, parmi lesquels compte notre laboratoire, qui utilisent une approche non-virale. Elle permet soit de placer la protéine directement, soit d'utiliser d'autres types de systèmes comme des plasmides permettant de placer ces protéines dans la cellule. C'est ce dont nous avons besoin. Il suffit d'introduire ces quatre ou cinq protéines pour faire le changement. Une fois que le changement a eu lieu, vous n'avez plus besoin des gènes exogènes.

SHANE HUNTINGTON
Quelle est la partie la plus difficile de ce processus particulier?

MIRELLA DOTTORI
Aussi incroyable que cela paraisse, ce n'est toujours pas efficace. Donc parmi la plupart des groupes qui travaillent de cette manière seul environ 0,1% des cellules finissent par être reprogrammées. Donc après avoir introduit ces gènes, nous devons attendre au moins pendant trois semaines. Nous attendons patiemment. Nous ne faisons rien. Au bout d'un certain temps, nous regardons à travers le microscope et tout d'un coup, on commence à voir que ces cellules de peau, qui normalement sont longues et allongées, commencent à changer de morphologie et commencent à ressembler à des cellules souches. Elles sont donc beaucoup plus petites et plus rondes et elles se mettent à proliférer. Et elles se mettent à former ce que nous appelons des colonies. Une fois que nous observons ces changements dans le microscope nous pensons "ah, on dirait qu'elles se sont reprogrammées". Donc, nous les prélevons mécaniquement, nous les isolons et nous essayons de les laisser se multiplier. Si elles continuent de se multiplier, nous savons que nous sommes sur la bonne voie et nous commençons à former une ligne cellulaire. Ensuite, nous effectuons toutes les autres caractérisations nécessaires pour la détermination des autres gènes et nous regardons ce qu'elles savent faire. Peuvent-elles devenir des nerfs? Peuvent-elles devenir des muscles? Peuvent-elles devenir ceci et cela? Ensuite, nous cochons la case, oui, ce sont des cellules souches. Mais ce processus prend un certain temps. Et les rapports les plus encourageants ne dépassent pas les 4 %. Nous devons donc encore relever de très nombreux défis. Mais le simple fait qu'il soit possible de le faire est ce qui excite les chercheurs.

SHANE HUNTINGTON
Je suis Shane Huntington et mes invités aujourd'hui sont le Dr Mirella Dottori et le Dr Alice Pébay. Nous parlons sur Up Close des cellules souches, et nous vous parlons depuis l'Université de Melbourne en Australie. Alice, un des domaines d'intérêt particulier sur lesquels vous travaillez actuellement est une maladie nommée l'ataxie de Friedreich. Pouvez-vous nous donner une idée de ce qu'il s'agit et de ce que l'ataxie est en particulier?

ALICE PEBAY
L'ataxie de Friedreich est une maladie génétique. Une maladie autosomale récessive qui touche un gène appelé frataxine. En gros, on assiste à une expansion d'un triplet de nucléotides dans l'ADN. L'expansion est trop forte et implique que l'expression du gène de la frataxine ne s'effectuera pas comme pour les individus qui ne sont pas touchés par l'ataxie de Friedreich. Ce qui se passe en fait, c'est que le gène n'est pas exprimé correctement - ce qui signifie que la protéine frataxine n'est pas présente en nombre suffisant dans la cellule. Cette protéine frataxine, bien qu'inclue dans le gène nucléaire, est transportée dans la mitochondrie. Dans la mitochondrie, la frataxine joue un rôle dans le transport du fer. Il y a un échange de fer entre la mitochondrie et le cytoplasme. Cette modification entraîne des problèmes importants au niveau physiologique, des problèmes physiologiques pour les individus se traduisant par des ataxies, des pertes de mouvements, des tremblements, des pertes de neurones sensoriels, des pertes de neurones dans le cerebellum. En fait on assiste à une perte d'un grand nombre de types de cellules. Voilà donc le problème principal . Mais il y a d'autres problèmes comme, par exemple, le diabète, qui est rattaché à cette maladie. Et, des problèmes cardiaques. Il y a beaucoup de problèmes cardiaques qui ne se limitent pas à un seul type, mais en général la plupart des décès pour l'ataxie de Friedreich sont dus à des problèmes cardiaques.

SHANE HUNTINGTON
Mirella, quelles sont les personnes concernées et à quel âge cela commence?

MIRELLA DOTTORI
En général, cela commence pendant l'enfance, parfois la fin de l'enfance, mais il existe aussi un début plus tardif. Donc en fait, il existe une corrélation directe comme Alice l'a mentionné prouvant que la maladie est due à une expansion du trinucléotide GAA dans le gène de la frataxine.

SHANE HUNTINGTON
Pouvez-vous expliquer ce que signifie cette expansion GAA?

MIRELLA DOTTORI
L’ADN est composé de quatre types différents de nucléotides: G, A, T, C. Dans le génome, on trouve parfois ce que nous appelons des répétitions de deux ou trois nucléotides semblables dont le nombre se répète. Parfois, quand il y a un trop grand nombre de répétitions, cela peut entraîner des maladies comme la maladie de Huntington, par exemple,  qui est due à une répétition spécifique de ces nucléotides étendus. Un processus similaire a lieu pour l’ataxie de Friedreich. Deux de ces nucléotides ont spécifiquement GAA, mais dans des groupes de trois nucléotides nommés GAA. Ils sont étendus en nombre, donc un individu normal peut avoir uniquement jusqu’à 20 GAA GAA GAA. Mais les personnes souffrant d’ataxie de Friedreich, ont environ 500 GAA GAA etc. Cela a lieu à l’intérieur des régions introniques de ce gène. Ce n’est donc pas la région du gène qui produit la protéine, ce sont les espaces entre eux, pour ainsi dire. Et, en raison de cette énorme expansion, l’ADN est enroulé  très, très étroitement et le reste des protéines ne peut pas y accéder. Ou bien ne peut pas l’ouvrir pour effectuer la transcription normale de la protéine. Donc ce qui se passe est que la protéine est exprimée à des niveaux très bas. Donc, dans le cas de l’ataxie de Friedreich, l’expression n’est pas à 0%, mais seulement à 9 ou 10%. C’est pourquoi ils ont des débuts de symptômes. Parce que pour les gens porteurs d’un seul chromosome possédant cette répétition GAA, tout va bien. Et ils portent en eux la moitié de la quantité de protéines, ils portent 50%. Alors que dans le cas de l’ataxie de Friedreich, les personnes ont les deux chromosomes qu’ils ont hérités des deux parents qui possèdent ces expansions GAA, donc au lieu d’être à 100% ou 50%, on observe uniquement 9 ou 10%. Ce qui résulte en 9, 10% de la protéine frataxine et donc aux débuts de symptômes et des caractéristiques de la maladie. Maintenant ils ont été capables de corréler que plus l’expansion est longue, plus les apparences des symptômes de la maladie apparaissent tôt et également plus la vitesse de la progression de la maladie augmente. Donc une fois que vous commencez à avoir les symptômes de l’ataxie, perte d’équilibre, etc,.. ils progressent assez rapidement et les personnes touchées devront recourir à l’utilisation d’un fauteuil roulant au bout de quelques années seulement. Ils perdent leur coordination. Et les types de nerfs ayant tendance à mourir sont ceux impliqués dans la sensation et l’équilibre. Ce n’est donc pas comme les affections du neurone moteur où les patients ne peuvent pas contrôler leurs muscles. Ils ont le contrôle de leurs muscles, mais ils ne peuvent pas sentir le sol sous leurs pieds. Ils ne peuvent pas sentir les choses. Et c’est parce qu’ils n’ont plus ce feedback de la part du corps qu’ils ne peuvent pas se lever. Ils ne peuvent pas garder leur équilibre.

SHANE HUNTINGTON
Vous parlez de l'utilisation de cellules souches pluripotentes induites pour traiter cette maladie, comment cela pourrait-il marcher exactement?

MIRELLA DOTTORI
Il y a plusieurs types de cellules touchées en ce qui concerne l'ataxie de Friedreich. Les cellules prédominantes sont les types de cellules spécifiques à l'intérieur du système nerveux qui provoquent l'ataxie et en particulier les cellules cardiaques. Et ce sont les cellules cardiaques qui entraînent la mort du patient à la fin puisque ceux-ci souffrent de maladies cardiaques importantes. Donc, en ce qui concerne la technologie des cellules iPS, il n'y a pas encore de tests cliniques. Nous nous trouvons dans une phase préliminaire. Même l'utilisation de cellules souches pluripotentes induites comme des cellules souches embryonnaires. Lorsque nous envisageons de les utiliser pour une thérapie de remplacement de cellules, qu'est ce qui est possible actuellement et qu'est-ce qui est très très difficile à réaliser? Le remplacement de types de cellules du cœur deviendra peut-être un jour une option faisable. Bien que ce soit quelque chose de très complexe aujourd'hui encore. Très difficile. Le remplacement des types de cellules du système nerveux est un processus incroyablement complexe et la plupart des gens sont d'avis que cela ne sera pas possible. Mais qui sait? Simplement parce que cela ressemble à un système de câbles, à un circuit électrique. Néanmoins, la possibilité existe. Une chose possible serait de dériver ces cellules iPS à partir des patients. Dans un monde idéal, nous pourrions corriger les mutations, retirer cette expansion GAA ou introduire la frataxine, dans un gène d'état correct, ce que nous savons déjà faire en laboratoire. Ensuite, il faudrait transformer ces cellules iPS dans les types de cellules devant être remplacées dans le corps. Voilà l'un des potentiels. L'autre utilisation très précieuse de ces cellules est que nous souffrons d'un manque important de modèles cellulaires appropriés pour la maladie. Parce que des types différents de cellules sont touchés et les seules cellules avec lesquelles les chercheurs travaillent sont principalement des cellules de sang, des cellules de la peau des patients qui, elles, ne sont pas vraiment touchées, mais nous essayons néanmoins d'isoler ces cellules des patients et essayer de réaliser un criblage de médicaments ou de comprendre la pathénogénèse de la maladie. Maintenant que nous avons une source de cellules iPS de ces patients nous pouvons produire des cellules iPS et les introduire dans les types de cellules dont nous savons qu'elles se dégénèrent spécifiquement au cours de cette maladie: les cellules cardiaques et les cellules nerveuses. Maintenant que nous avons les cellules nerveuses et cardiaques de la maladie, nous pouvons réaliser des études de criblages de médicaments pour voir si les médicaments seront à même d'augmenter les taux de frataxine dans les types de cellules spécifiques. C'est quelque chose de très important. Comme vous le savez, quand vous prenez un médicament, toutes les cellules ne réagissent pas de la même manière. Cela dépend spécifiquement du type de cellule. Et bien qu'il existe quelques modèles sur animaux pour l'ataxie de Friedreich, ils sont très limités. Ce serait donc très utile de disposer d'un modèle cellulaire.

SHANE HUNTINGTON
Alice, en ce qui concerne la production de ces cellules et leur reproduction en laboratoire. quelles sont les contraintes entraînant ces taux de réussite si bas et que pouvons-nous faire pour y remédier?

ALICE PEBAY
Oui, en ce qui concerne la production d'iPS, la technique de reprogrammation est nouvelle; cela ne fait que trois ou quatre ans qu'elle a été décrite. De nombreuses personnes dans le monde entier, nous inclus, travaillent pour  trouver de nouvelles techniques. Une petite molécule non-virale. Toute une nouvelle batterie de techniques pour améliorer l'efficacité de la reprogrammation. Mais je crois qu'il ne s'agit là que d'une seule partie de la recherche. Une autre part importante est, une fois que nous aurons obtenu l'iPS, même si la reprogrammation est basse, d'obtenir un enrichissement des cellules d'intérêt et cela constitue une partie extrêmement importante de la recherche. Comment obtenir, à partir d'un petit nombre de cellules, une quantité beaucoup plus importante de cardiomyocytes ou de neurones, dans notre cas.  Je pense que c'est une question essentielle. Et je crois que la complexité de cette recherche vient du fait que, comme nous l'avons dit auparavant, les cellules iPS sont similaires aux cellules souches embryonnaires humaines. Nous ne savons pas aujourd'hui jusqu'à quel point elles sont réellement semblables ou différentes. Donc, outre le fait d'étudier une maladie avec des cellules iPS, nous sommes encore en train d'étudier si les cellules iPS constituent un bon modèle de développement, par exemple. Comme le sont les cellules ES. Ou si elles possèdent les caractéristiques associées à la reprogrammation. Donc ce travail est vraiment très complexe en ce moment parce qu'il s'agit d'étudier la maladie, d'observer les criblages de médicaments, d'essayer d'obtenir un plus grand nombre de cellules mais aussi de s'assurer que les cellules que nous avons générées sont réellement un miroir des cellules souches embryonnaires humaines. Donc cela est très complexe.

SHANE HUNTINGTON
Dr Mirella Dottori, chef du Laboratoire des Cellules Souches au sein du Centre de Neurosciences, ici à l'Université de Melbourne et Dr Alice Pébay, Responsable Scientifique et directrice du Programme de Différentiation Cardiaque du Groupe Médical sur les Cellules Souches de l'Institut O'Brien, merci beaucoup d'avoir été mes invitées sur Up Close aujourd'hui et de nous avoir donné des explications sur ce nouveau domaine passionnant de recherche.

MIRELLA DOTTORI
Merci beaucoup.

ALICE PEBAY
Merci.

SHANE HUNTINGTON
Vous trouverez des liens pertinents, une transcription complète et plus d'informations sur notre site web à upclose.unimelb.edu.au. Up Close est une production de l'Université de Melbourne, Australie. Cet épisode a été enregistré le jeudi 24 février  2011. Nos producteurs pour cette équipe ont été Kelvin Param et Eric van Bemmel. Gavin Nabauer a été responsable du son. Dyani Lewis a effectué les recherches. Up Close a été créé par Eric van Bemmel et Kelvin Param. Je suis Shane Huntington, à la prochaine fois, au revoir.

Source