Paralysie, maladie de Parkinson : réparer les neurones grâce aux cellules souches

Faire marcher à nouveau une personne dont la moelle épinière a été touchée ou guérir les symptômes de la maladie de Parkinson. Ce sont deux des pistes ouvertes par la recherche sur les cellules souches. La thérapie cellulaire en est encore à ses balbutiements, mais elle suscite d’immenses espoirs.

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Les pathologies du système nerveux central, qu’elles soient dues à des lésions ou à des maladies neurodégénératives, sont caractérisées par la perte de neurones et la destruction des circuits neuronaux dans lesquels ces neurones sont impliqués. « L’enjeu du développement des thérapies neurorégénératives, explique Florie Reynaud, doctorante de l’équipe de Valérie Castellani au laboratoire CGPhiMC de Lyon, est non seulement de parvenir à remplacer ces neurones perdus mais aussi de faire en sorte que les nouveaux neurones soient capables de reconstruire leur réseau de connexions. » Où en est-on aujourd’hui ? Peut-on espérer faire marcher une personne dont la moelle épinière a été touchée ou guérir les symptômes invalidants de la maladie de Parkinson dans un avenir pas trop lointain ? Voici où en est la recherche à ce jour.

Thérapie cellulaire et lésions

Dans le cas des lésions (traumatiques, vasculaires…) , on s’est rendu compte que la repousse de l’axone jouait un rôle primordial dans le rétablissement fonctionnel des circuits moteurs endommagés. Notamment grâce aux recherches menées dès la fin des années 90 par John McDonald (Baltimore, Maryland). Le chercheur a été le premier à injecter des cellules souches embryonnaires de souris à des rats dont la moelle épinière avait été lésée, provoquant ainsi la paralysie du train arrière. Les cellules souches avaient été préalablement traitées in vitro pour qu’elles se différencient en cellules nerveuses. Résultat : 10 jours après l’injection, les rats avaient retrouvé une certaine mobilité des pattes arrière et une coordination avec les pattes avant. Ces travaux ont été repris dix ans plus tard par Grégoire Courtine (Lausanne, Suisse). Le chercheur est parvenu à accélérer la récupération de la mobilité chez le rat en associant l’injection de cellules souches embryonnaires à une stimulation électrique et un entrainement sur tapis roulant.

Toutefois, cette piste thérapeutique n’a pas été poursuivie car elle aurait nécessité de prélever un grand nombre de cellules sur des fœtus humains, ce qui posait des problèmes techniques et éthiques. La recherche s’est plutôt orientée vers l’utilisation de cellules souches adultes. En 2008, Cécile Dromard (Montpellier, France) a ainsi mis en évidence la présence de cellules souches adultes dans la moelle épinière et montré qu’elles pouvaient se différencier en neurones dans certaines conditions.

« Aujourd’hui, deux stratégies sont à l’étude, explique Leila Boubakar, doctorante dans l’équipe de Valérie Castellani au laboratoire CGPhiMC à Lyon. La première consiste à remobiliser directement dans l’organisme les cellules souches de la moelle épinière en les forçant à produire des nouveaux neurones ; la seconde, à prélever les cellules souches de la moelle épinière du patient, à les différencier en neurones in vitro puis à les réinjecter au patient. » Des tests cliniques sont en cours. L’étude devrait s’achever fin 2015.

Thérapie cellulaire et maladies
neurodégénératives

La thérapie cellulaire est également une piste prometteuse dans le domaine des maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson. Cette affection se traduit en effet par la destruction progressive des neurones dopaminergiques, impliqués dans l’initiation de mouvements volontaires, et par l’altération de la fonction motrice de l’individu touché.

La première transplantation de neurones dopaminergiques obtenus à partir de cellules souches embryonnaires a été réalisée au début des années 2000 chez la souris et le rat. Les neurones transplantés ont induit une nette récupération des fonctions motrices chez le rongeur. Plus récemment, des neurones dopaminergiques ont pu être obtenus à partir de cellules pluripotentes induites (iPS). Ces travaux sur la maladie de Parkinson ont ouvert la voie à de nombreuses études de modèles animaux présentant diverses maladies neurodégénératives.

Cependant, bien que les expériences réalisées sur les animaux soient encourageantes, des études complémentaires restent nécessaires avant d’envisager l’utilisation de ces neurones dérivés de cellules souches en clinique. Une évaluation rigoureuse des effets à long terme des greffes sur les modèles animaux doit notamment être réalisée. En effet, on ne maîtrise pas encore totalement le comportement des cellules souches différenciées. Dans certains cas, elles peuvent se mettre à proliférer et provoquer des cancers.

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Chercheur(s)

Florie Reynaud

Doctorante dans l'équipe de Valérie Castellani du laboratoire CGPhiMC à Lyon. Elle travaille sur le rôle de la protéine Semaphorine 3B dans la neurogenèse spinal.

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Leila Boubakar

Doctorante dans l'équipe de Valérie Castellani au laboratoire CGPhiMC de Lyon. Elle travaille sur le rôle des septines dans la mise en place de la polarité axonale du neurone de DRG chez le poulet.

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Laboratoire

Institut NeuroMyoGène (INMG)

Centre de recherche fondamentale et translationnelle focalisé sur le système neuromusculaire. Son but est d’élucider des aspects fondamentaux de la biologie cellulaire du muscle et du système nerveux en condition normale ou pathologique depuis le développement embryonnaire jusqu’au vieillissement. Les équipes de l’INMG développent une recherche multidisciplinaire intégrée, allant des gènes aux fonctions physiologiques, dans des modèles cellulaires, invertébrés et vertébrés.

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