Des neurones modifiés pourraient aider à traiter la maladie de Parkinson

Les maladies neurodégénératives endommagent et détruisent les neurones, faisant des ravages sur la santé mentale et physique. La maladie de Parkinson, qui touche plus de 10 millions de personnes dans le monde, ne fait pas exception. Les symptômes les plus évidents de la maladie de Parkinson surviennent après que la maladie a endommagé une classe spécifique de neurones situés dans le mésencéphale. L’effet est de priver le cerveau de la dopamine, un neurotransmetteur clé produit par les neurones affectés.

Dans une nouvelle recherche, Jeffrey Kordower et ses collègues décrivent un processus de conversion des cellules non neuronales en neurones fonctionnels capables de résider dans le cerveau, d’envoyer leurs branches fibreuses à travers le tissu neuronal, de former des synapses, de distribuer de la dopamine et de restaurer les capacités minées par la maladie de Parkinson. . destruction des cellules dopaminergiques.

L’étude de preuve de concept actuelle révèle qu’un groupe de cellules conçues de manière expérimentale fonctionnent de manière optimale en termes de survie, de croissance, de connectivité neuronale et de production de dopamine, lorsqu’elles sont implantées dans le cerveau de rats. L’étude démontre que le résultat de telles greffes neurales est d’inverser efficacement les symptômes moteurs dus à la maladie de Parkinson.

La thérapie de remplacement des cellules souches représente une nouvelle stratégie radicale pour le traitement de la maladie de Parkinson et d’autres maladies neurodégénératives. L’approche futuriste sera bientôt testée dans le premier essai clinique de ce type, dans une population spécifique de patients atteints de la maladie de Parkinson présentant une mutation du gène parkin. L’essai aura lieu à divers endroits, dont le Barrow Neurological Institute de Phoenix, avec Kordower comme chercheur principal.

Le travail est soutenu par une subvention de la Fondation Michael J. Fox.

“Nous ne pourrions pas être plus enthousiastes à l’idée d’aider les personnes atteintes de cette forme génétique de la maladie de Parkinson, mais les leçons tirées de cet essai auront également un impact direct sur les patients atteints de formes sporadiques ou non génétiques de cette maladie.” Kordower mentionné. Il dit.

Kordower dirige le centre de recherche sur les maladies neurodégénératives ASU-Banner à l’Arizona State University et est le directeur émérite de Charlene et J. Orin Edson au Biodesign Institute. La nouvelle étude décrit en détail la préparation expérimentale de cellules souches implantables pour inverser les effets de la maladie de Parkinson.

La recherche apparaît dans le numéro actuel de la revue npj. La médecine régénérative de la nature.

Nouvelles perspectives sur la maladie de Parkinson

Il n’est pas nécessaire d’être un neuroscientifique pour identifier un neurone. Ces cellules, avec leur arbre ramifié d’axones et de dendrites, sont immédiatement reconnaissables et ne ressemblent à aucun autre type de cellule dans le corps. Grâce à leurs impulsions électriques, ils exercent un contrôle méticuleux sur tout, du rythme cardiaque à la parole. Les neurones sont aussi le dépositaire de nos espoirs et de nos angoisses, la source de notre identité individuelle.

La dégénérescence et la perte des neurones dopaminergiques provoquent les symptômes physiques de rigidité, de tremblement et d’instabilité posturale qui caractérisent la maladie de Parkinson. Les effets supplémentaires de la maladie de Parkinson peuvent inclure la dépression, l’anxiété, les déficits de mémoire, les hallucinations et la démence.

En raison du vieillissement de la population, l’humanité est confrontée à une crise croissante des cas de maladie de Parkinson, dont le nombre devrait atteindre plus de 14 millions dans le monde d’ici 2040. Les thérapies actuelles, qui incluent l’utilisation du médicament L-DOPA, ne peuvent que traiter certains des symptômes moteurs de la maladie et peut produire des effets secondaires graves, souvent intolérables, après 5 à 10 ans d’utilisation.

Il n’existe aucun traitement capable d’inverser la maladie de Parkinson ou d’arrêter sa progression implacable. Des innovations avant-gardistes sont désespérément nécessaires pour faire face à cette urgence imminente.

Une arme (pluri) puissante contre la maladie de Parkinson

Malgré l’attrait intuitif de simplement remplacer les cellules mortes ou endommagées pour traiter les maladies neurodégénératives, les défis liés à l’implantation réussie de neurones viables pour restaurer la fonction sont formidables. De nombreux obstacles techniques ont dû être surmontés avant que les chercheurs, dont Kordower, puissent commencer à obtenir des résultats positifs, en utilisant une classe de cellules appelées cellules souches.

L’intérêt pour les cellules souches en tant que thérapie attrayante pour une variété de maladies a rapidement pris de l’ampleur après 2012, lorsque John B. Gurdon et Shinya Yamanaka se sont partagé le prix Nobel pour leurs progrès dans la recherche sur les cellules souches. Ils ont montré que les cellules matures peuvent être reprogrammées, les rendant “pluripotentes”, c’est-à-dire capables de se différencier en n’importe quel type de cellule dans le corps.

Ces cellules souches pluripotentes sont fonctionnellement équivalentes aux cellules souches fœtales, qui s’épanouissent au cours du développement embryonnaire, migrent vers leur lieu de résidence et deviennent des cellules cardiaques, nerveuses, pulmonaires et autres, dans l’une des transformations les plus remarquables de la nature humaine.

alchimie neuronale

Les cellules souches adultes existent en deux variétés. Un type peut être trouvé dans les tissus pleinement développés tels que la moelle osseuse, le foie et la peau. Ces cellules souches sont peu nombreuses et se développent généralement dans le type de cellules qui appartiennent au tissu dont elles sont dérivées.

Le deuxième type de cellules souches adultes (et l’objet de cette étude) sont connus sous le nom de cellules souches pluripotentes induites (iPSC). La technique de production des CSPi utilisée dans l’étude est développée en deux phases. D’une certaine manière, les cellules sont amenées à voyager dans le temps, d’abord en arrière puis en avant.

Tout d’abord, les cellules sanguines adultes sont traitées avec des facteurs de reprogrammation spécifiques qui les font redevenir des cellules souches embryonnaires. La deuxième phase traite ces cellules souches embryonnaires avec des facteurs supplémentaires, les amenant à se différencier en cellules cibles souhaitées : les neurones producteurs de dopamine.

“La principale conclusion de cet article est que le moment du deuxième ensemble de facteurs est critique”, déclare Kordower. “Si vous les traitez et les cultivez pendant 17 jours, puis arrêtez leurs divisions et différenciez-les, cela fonctionne mieux.”

neurones parfaits

Les expériences de l’étude incluaient des iPSC cultivées pendant 24 et 37 jours, mais celles cultivées pendant 17 jours avant la différenciation en neurones dopaminergiques étaient nettement supérieures, capables de survivre en plus grand nombre et d’envoyer leurs branches sur de longues distances. “C’est important”, dit Kordower, “parce qu’ils vont devoir se développer sur de longues distances dans le cerveau humain plus grand et maintenant nous savons que ces cellules sont capables de le faire.”

Les rats traités par iPSC pendant 17 jours ont montré une nette récupération des symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. L’étude démontre en outre que cet effet est dose-dépendant. Lorsqu’un petit nombre d’iPSC ont été greffés dans le cerveau de l’animal, la récupération a été négligeable, mais un grand nombre de cellules a produit une ramification neurale plus abondante et une inversion complète des symptômes de la maladie de Parkinson.

L’essai clinique initial appliquera la thérapie iPSC à un groupe de patients atteints de la maladie de Parkinson qui présentent une mutation génétique particulière, connue sous le nom de mutation Parkin. Ces patients souffrent des symptômes typiques de dysfonctionnement moteur rencontrés dans la maladie de Parkinson générale ou idiopathique, mais ne présentent pas de troubles cognitifs ni de démence. Cette cohorte de patients constitue un terrain d’essai idéal pour la thérapie de remplacement cellulaire. Si le traitement est efficace, des essais plus importants suivront, appliquant la stratégie à la version de la maladie de Parkinson qui touche la majorité des patients touchés par la maladie.

De plus, le traitement pourrait potentiellement être combiné avec des thérapies existantes pour traiter la maladie de Parkinson. Une fois que le cerveau a été ensemencé avec des cellules productrices de dopamine de remplacement, des doses plus faibles de médicaments tels que la L-DOPA peuvent être utilisées, atténuant les effets secondaires et améliorant les résultats bénéfiques.

La recherche jette les bases du remplacement des neurones endommagés ou morts par de nouvelles cellules pour un large éventail de maladies dévastatrices.

“Les patients atteints de la maladie de Huntington ou d’atrophie multisystémique ou même de la maladie d’Alzheimer pourraient être traités de cette manière pour des aspects spécifiques du processus de la maladie”, explique Kordower.

Référence: Hiller BM, Marmion DJ, Thompson CA, et al. Optimisation de la maturité et de la dose de la thérapie par cellules progénitrices de la dopamine dérivée d’iPSC pour la maladie de Parkinson. npj Regen Med. 2022;7(1):1-15. doi:10.1038/s41536-022-00221-y

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