Le VIB reproduit les premières étapes du développement des cellules immunitaires humaines
Un modèle à base de cellules souches offre un nouvel éclairage sur la maladie d’Alzheimer
Pour la première fois, des chercheurs du VIB sont parvenus à cultiver des cellules précurseurs humaines à l’origine des cellules immunitaires spécialisées de différents organes. Ce nouveau modèle devrait notamment permettre de mieux comprendre le rôle de la microglie dans la maladie d’Alzheimer. À plus long terme, la question se pose même de savoir s’il serait possible de remplacer les cellules immunitaires qui fonctionnent mal.
Chaque organe possède des cellules immunitaires spécialisées, appelées macrophages, qui éliminent les tissus endommagés et contribuent à maintenir l’organe en bonne santé. Ces cellules immunitaires proviennent de cellules précurseurs qui apparaissent très tôt au cours du développement embryonnaire.
Chez l’être humain, cette phase du développement est difficile à étudier, car les tissus embryonnaires sont très peu accessibles. Des équipes de recherche dirigées par Bart De Strooper et Renzo Mancuso, de l’Institut flamand de biotechnologie (VIB), sont parvenues à reproduire ce développement précoce en laboratoire à partir de cellules souches humaines.
Organisme vivant
Afin de vérifier si les cellules cultivées se comportaient réellement comme leurs homologues naturelles, les chercheurs les ont transplantées dans un organisme vivant. Les cellules se sont alors implantées dans différents organes et se sont adaptées à leur environnement. Dans le cerveau, elles se sont différenciées en cellules microgliales, tandis que dans le foie, le cœur et les reins, elles se sont développées en macrophages caractéristiques de ces organes. Elles ont également assuré les fonctions des macrophages humains qui s’y trouvent normalement.
Ces résultats montrent que non seulement l’origine des cellules, mais aussi l’environnement dans lequel elles se trouvent déterminent le type de cellules immunitaires en lequel elles se différencient et les fonctions qu’elles remplissent. « Ce qui est passionnant, c’est que nous pouvons désormais produire des cellules humaines qui non seulement ressemblent à celles des premiers stades du développement, mais se comportent également comme elles », explique Renato Mancuso.
Cellules immunitaires dysfonctionnelles
Ce nouveau modèle pourrait jouer un rôle important dans la recherche sur les maladies neurodégénératives. Dans la maladie d’Alzheimer, certaines cellules microgliales semblent ne plus remplir correctement leur rôle habituel de surveillance et d’entretien du tissu cérébral. Elles pourraient ainsi contribuer au processus pathologique.
En cultivant de telles cellules à partir de cellules souches humaines, les chercheurs peuvent étudier plus précisément comment les cellules microgliales se développent, comment elles s’adaptent à leur environnement et ce qui se produit lorsque leur fonctionnement est perturbé. Ce système peut également être utilisé pour déterminer si, à terme, de nouvelles cellules saines pourraient prendre en charge certaines fonctions des cellules microgliales endommagées ou dysfonctionnelles.
« Grâce à un système qui nous permet d’étudier comment ces cellules se développent et s’adaptent, et comment elles pourraient éventuellement être remplacées, nous disposons d’une nouvelle approche pour étudier leur rôle dans la maladie », explique Bart De Strooper.
À plus long terme, les chercheurs souhaitent déterminer s’il est réellement possible de remplacer les cellules immunitaires dysfonctionnelles dans des maladies telles que la maladie d’Alzheimer et la démence frontotemporale. Il n’est toutefois pas encore question de traitement à ce stade : il s’agit avant tout d’un nouveau modèle de recherche permettant de mieux comprendre les mécanismes pathologiques et d’explorer d’éventuelles stratégies thérapeutiques.