Un outil révolutionnaire pour rechercher de nouvelles pistes
Le projet de Delphine Bohl basé sur les cellules iPS, très innovant, a été sélectionné en 2010.
Delphine Bohl a rejoint récemment l’équipe de Séverine Boillée à l’ICM qui travaille sur les “Causes de la SLA et mécanismes de la dégénérescence motoneuronale”. Au sein de cette équipe elle est Responsable Scientifique Plateforme Culture Cellulaire – activité iPS.
Elle nous présente les résultats de ses travaux qui viennent d’être publiés
Les cellules souches pluripotentes induites humaines, appelées iPS, sont depuis leur découverte en 2007 un outil révolutionnaire pour pouvoir étudier des maladies du cerveau et de la moelle épinière chez l’homme. En effet à partir d’une biopsie de peau mise en culture, il est aujourd’hui possible de reprogrammer les fibroblastes issus de la biopsie et de générer des cellules iPS. Ces iPS, étant pluripotentes, elles peuvent ensuite être différenciées en tout type de cellules de l’organisme, y compris les neurones impossibles à prélever chez l’homme.
L’équipe de Delphine Bohl, de l’unité Inserm U1115 à l’institut Pasteur (Paris, France) a utilisé cette technologie pour générer des cellules iPS de sujets sains et de patients atteints de différentes formes de SLA. Elle a ensuite différencié ces cellules iPS en motoneurones qui sont les cellules qui meurent chez les patients. Afin de pouvoir ensuite étudier les mécanismes conduisant à la mort sélective de ces neurones moteurs, un problème s’est posé. En effet quel que soit le protocole de différenciation des cellules iPS, les cultures de motoneurones humains ne sont pas pures. Or il est connu que d’autres cellules qui entourent le motoneurone, telles que les astrocytes, participent à leur destin au décours de la maladie et donc leur présence dans les cultures peuvent influer sur les analyses réalisées. Ainsi, pour étudier les mécanismes intrinsèques conduisant à la mort des neurones moteurs dans des cultures contenant exclusivement ces types de neurones, l’équipe de Delphine Bohl a collaboré avec l’équipe du Dr G. Haase, de l’institut de Neuroscience de la Timone à Marseille (France), afin de mettre au point une technique unique de tri des motoneurones par cytométrie de flux.
Dans un premier temps, les auteurs ont montré que l’utilisation d’un vecteur viral – utilisé couramment par beaucoup d’équipes – pour marquer les motoneurones et les trier, n’était pas entièrement spécifique et conduisait à la co-purification de neurones moteurs et d’interneurones. Ils ont alors recherché et identifié un second marqueur, le récepteur de faible affinité aux neurotrophines, p75NTR, et en appliquant la double sélection aux cultures dérivées des iPS, ils ont pu obtenir des cultures contenant 100% de cellules motoneuronales. Ils ont finement caractérisés ces motoneurones et ont montré qu’ils étaient fonctionnels c’est-à-dire excitables électriquement et capables de former des jonctions neuromusculaires.
Dans un second temps, ils ont mis en culture des motoneurones purs dérivés d’iPS en présence de surnageants d’astrocytes porteurs d’une mutation dans le gène de la superoxyde dismutase 1, gène responsable de 10% des formes familiales de SLA. Ils ont alors démontré la toxicité des astrocytes porteurs de la mutation SLA envers les motoneurones humains, validant ainsi le nouvel outil de purification développé.
Les travaux de l’équipe de Delphine Bohl ont maintenant pour objectif de différencier les cellules iPS de sujets sains et de patients atteints de SLA en motoneurones, de purifier ces cellules et de réaliser des analyses transcriptomiques afin d’identifier entre les différentes formes de SLA familiales et sporadiques des voies communes ou divergentes qui seraient affectées, ceci dans la perspective d’identifier de nouvelles pistes thérapeutiques.