La création d’un modèle très innovant pour accélérer les découvertes.
Les chercheurs de l’équipe du Dr. Lieberam au King’s College London (Center for Stem Cells & Regenerative Medicine) ont développé une méthode alternative pour la recherche des causes de la perte de connexion neuromusculaires entre les muscles et le cerveau chez les patients souffrant de la SLA.
Le Dr Ivo Lieberam commente ces résultats “Dans notre dispositif biologique, les connections neuromusculaires se renforcent avec l’entrainement, de manière similaire à l’effet de l’exercice physique sur le muscle chez l’humain. Ce modèle ressemble de plus près a un véritable circuit neuro-moteur que les systèmes de culture conventionnels et, de ce fait, a plus de chance de permettre la capture des premiers stades des désordres neuromusculaires tels que la SLA.”
Au cours de la première phase du projet, Carolina Machado, la postdoc qui a fait la plupart de la culture de cellules souches et l’analyse d’image pour le projet, a été financée par la Fondation Thierry Latran (projet OptiMus sélectionné en 2010).
Pour faire avancer la recherche d’un traitement, la mise au point de modèles expérimentaux est cruciale. La recherche dans la SLA est souvent basée sur l’usage d’animaux de laboratoire comme le rat ou la souris, afin d’atteindre les tissus atteints difficiles ou impossible d’accès chez les patients humains. Ces animaux sont souvent modifiés génétiquement de manière à leur faire développer une maladie similaire à la SLA humaine. Cette approche nécessite l’utilisation de nombreux animaux, avec des coûts monétaire et temporel importants, ce qui en limite l’utilisation pour la recherche systématique des causes de la maladie.
C’est en collaboration avec l’Université de Singapour que l’équipe du Dr. Ivo Lieberam au King’s College London a développé une méthode alternative aux modèles actuels de la recherche sur les connections entre le cerveau et les muscles, ainsi que leur déclin lié à la SLA. Ce modèle du « mouvement en culture » ou “motion in a dish” utilise des tissus artificiels semblables à des nerfs moteurs et fibres musculaires dérivés de cellules souches en culture. Ce dispositif permet de mimer le système humain en permettant la création de connections ou jonctions neuromusculaires entre les neurones moteurs et le tissu musculaire. Ces neurones, modifiés génétiquement pour s’activer en réponse à un signal lumineux particulier, peuvent être stimulés par ces flashs lumineux. Cette technique permet aux chercheurs de contrôler le rythme d’activation des neurones moteurs et ainsi la contraction des tissus musculaires qui leurs sont associés en réponse au stimulus nerveux.
L’équipe a ensuite validé ce modèle de deux manières. Premièrement en activant le circuit neuromusculaire de manière intermittente sur plusieurs jours et en observant le renforcement des connections entre les neurones moteurs et le tissu musculaire qui en résulte, de manière similaire a l’activité physique chez l’humain. Deuxièmement, en démontrant que la présence d’une mutation génétique associée à la SLA chez l’humain présente une dégénération des nerfs et la perte de connexion entre nerfs et tissu musculaire.
En traitant les cultures avec de la Necrostatin, une molécule dont on prédit un usage possible pour le traitement de la SLA, les chercheurs ont observé une réduction de la perte des neurones moteurs et connexions avec le tissu musculaire.
Les scientifiques continuent leurs recherches, utilisant ce modèle pour déterminer comment l’environnement génétique d’un individu peut être protecteur contre le risque de développer la SLA et comment pouvons-nous reproduire cette protection avec un médicament. Les auteurs pensent que leur modèle permettra aux scientifiques d’accélérer la découverte de nouveaux traitements contre la SLA, en réduisant les coûts de la recherche et en éliminant le besoin d’expérimenter sur les animaux.
Ils adaptent actuellement le modèle aux cellules neurales et aux myofibres dérivées de cellules souches pluripotentes humaines. Ils prévoient de développer cette technologie en une plate-forme de dépistage pour les médicaments SLA, en collaboration avec un partenaire dans l’industrie pharmaceutique.
Ces résultats viennent d’être publiés dans Advanced Biosystems
