Israël pourra fabriquer des parties du corps à partir de tissus et de cellules embryonnaires

Une étude révolutionnaire – dirigée par le professeur Yossi Buganim, de l’ Institut de recherche médicale de l’École de médecine de l’ Université hébraïque de Jérusalem , et le professeur Tommy Kaplan, de l’École d’informatique et d’ingénierie de l’UH et du Département de biologie computationnelle – a découvert 14 000 sites uniques dans l’ADN qui, ensemble, forment le schéma le plus élémentaire de l’embryogenèse, c’est-à-dire la création d’embryons.

Les cellules cutanées prélevées sur un embryon inutilisé peuvent être reprogrammées dans d’autres types de cellules, car les cellules souches embryonnaires artificielles fabriquées à partir de cellules cutanées sont identiques aux cellules souches naturelles qui se développent au début du processus de développement embryonnaire et sont responsables du développement de toutes les cellules de un fœtus.

Cependant, ils ne peuvent pas créer de tissus embryonnaires extérieurs à l’embryon, comme le placenta.

Leurs résultats viennent d’être publiés dans la prestigieuse revue Nature Communications sous le titre « Comparative analysis of parallel multimedia during the induction of pluripotency and trophectoderm states ».

En 2006, des scientifiques japonais ont inséré quatre gènes embryonnaires dans des cellules cutanées et ont réussi à les reprogrammer pour qu’elles agissent comme des cellules souches embryonnaires.

En 2015, Buganim et son équipe ont été les premiers au monde à découvrir comment créer des cellules souches placentaires artificielles à partir de cellules cutanées. Cette étape permet aux scientifiques de créer les deux premiers types de cellules souches dans le processus de développement embryonnaire qui se produit juste après que le sperme fertilise un ovule.

Examen du processus

L’équipe de recherche de l’UH, qui comprend les doctorants Mohammad Jaber, Ahmed Radwan et Netanel Loyfer, a examiné de près le processus que subissent les cellules de la peau pour se transformer en cellules souches embryonnaires ou placentaires.

« Nous avons analysé les changements que subissent les cellules de la peau pour changer d’identité et devenir l’un des deux premiers types de cellules souches. »

« Nous avons également examiné les changements dans l’expression des gènes des cellules cutanées, dans l’accessibilité et l’activité de l’ADN dans le noyau de la cellule cutanée en transformation, et dans les marqueurs épigénétiques (marques qui « décorent » l’ADN et sont responsables de l’expression des gènes). Tout cela est essentiel lorsqu’on essaie de convertir une cellule cutanée en une cellule souche embryonnaire ou placentaire artificielle », a expliqué Buganim.

Les chercheurs ont découvert que les changements qui se produisent dans les cellules de la peau pour devenir des cellules souches embryonnaires ou placentaires artificielles étaient totalement différents les uns des autres à tous les niveaux, même s’ils étaient tous deux initialement des cellules de la peau.

Lorsqu’une cellule cutanée a été transformée en une cellule souche embryonnaire artificielle, les parties de l’ADN responsables de la création du cerveau, du cœur et du foie ont commencé à se réorganiser et à se préparer à se différencier, lorsqu’elles reçoivent le signal approprié dans les cellules cérébrales, le cœur ou le foie. .

D’autre part, lorsque ces mêmes cellules ont été transformées en une cellule souche placentaire artificielle, les sites d’ADN ont commencé à se réorganiser pour permettre à la cellule en mutation de s’implanter et d’attirer les vaisseaux sanguins, un phénomène naturel qui permet à l’embryon de s’implanter dans l’utérus. .

Une découverte surprenante

La découverte la plus notable est survenue lorsque l’équipe a comparé les deux processus côte à côte et a examiné une molécule chimique appelée méthyle, qui interagit avec des zones spécifiques de l’ADN et est responsable du silence de son expression.

« Nous avons découvert que les cellules souches artificielles placentaires contenaient environ 14 000 sites d’ADN méthylique, mais qu’on ne les voyait nulle part dans les cellules souches embryonnaires artificielles », a rapporté Buganim.

Lorsque l’équipe de recherche a tenté de comprendre la signification de ces patchs d’ADN, ils ont découvert qu’ils étaient responsables de la création de tous les organes et cellules de l’embryon en développement, du cerveau, du cœur, du foie et des reins au squelette, la moelle épinière. et les tissus conjonctifs.

À l’avenir, cette découverte importante pourrait aider à expliquer le système de défense embryonnaire, qui empêche les cellules placentaires précoces de se développer en cellules embryonnaires.

« Étant donné que les cellules du placenta sont susceptibles d’être endommagées et infectées, le mécanisme de défense naturel du corps empêche les cellules du placenta de migrer vers l’embryon en développement et de s’y attacher pour devenir une partie de l’embryon », a conclu Buganim. .

« Dans l’ensemble, cette étude met en lumière les principales caractéristiques qui caractérisent notre capacité à reprogrammer les cellules et fournit un outil puissant pour étudier la plasticité cellulaire et les décisions de destin cellulaire. »