Les maladies neurodégénératives endommagent et détruisent les neurones, dévastant à la fois 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 apparaissent après que la maladie a endommagé une classe spécifique de neurones du mésencéphale. L’effet est de priver le cerveau de la dopamine – un important neurotransmetteur 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 s’installer dans le cerveau, d’envoyer leurs branches fibreuses à travers le tissu neural, de former des synapses, de sécréter de la dopamine et, à travers la maladie de Parkinson, de restaurer les capacités minées Destruction de cellules dopaminergiques.
L’étude de preuve de concept actuelle montre qu’un panel de cellules conçues expérimentalement fonctionne de manière optimale en termes de survie, de croissance, de connectivité neuronale et de production de dopamine lorsqu’elles sont implantées dans le cerveau du rat. L’étude montre que le résultat de ces greffes neurales est d’inverser efficacement les symptômes moteurs dus à la maladie de Parkinson.
La thérapie de remplacement des cellules souches représente une stratégie radicalement nouvelle 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 porteurs d’une mutation du gène Parkin testé . L’étude est menée à plusieurs endroits, y compris le Barrow Neurological Institute à Phoenix, avec Kordower comme chercheur principal.
Le travail est soutenu par une subvention de la Fondation Michael J. Fox.
« Nous ne sommes plus enthousiasmés par l’opportunité d’aider les personnes atteintes de cette forme génétique de la maladie de Parkinson, mais les connaissances acquises grâce à cette étude auront également un impact direct sur les patients qui souffrent de formes sporadiques ou non génétiques de cette maladie », dit Kordower.
Kordower dirige le centre de recherche sur les maladies neurodégénératives ASU-Banner à l’Arizona State University et est le directeur émérite Charlene et J. Orin Edson au Biodesign Institute. La nouvelle étude détaille la préparation expérimentale de cellules souches adaptées à l’implantation 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 axe de ramification 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, de la fréquence cardiaque à la parole. Les neurones sont aussi le dépositaire de nos espoirs et de nos peurs, la source de notre identité individuelle.
La dégénérescence et la perte des neurones dopaminergiques provoquent les symptômes physiques de raideur, de tremblements et d’instabilité posturale qui caractérisent la maladie de Parkinson. Les autres effets de la maladie de Parkinson peuvent inclure la dépression, l’anxiété, les problèmes 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 Parkinson, qui devraient dépasser 14 millions dans le monde d’ici 2040. Les thérapies actuelles, qui incluent l’utilisation du médicament L-DOPA, ne peuvent traiter que quelques-uns des symptômes moteurs de la maladie et peuvent 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. Une innovation clairvoyante pour faire face à cette urgence imminente est nécessaire de toute urgence.
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 d’implanter avec succès des neurones viables pour restaurer la fonction sont décourageants. De nombreux obstacles techniques ont dû être surmontés avant que les chercheurs, dont Kordower, puissent obtenir des résultats positifs avec une classe de cellules appelées cellules souches.
L’intérêt pour les cellules souches en tant que thérapie attrayante pour une gamme de maladies s’est rapidement accru après 2012, lorsque John B. Gurdon et Shinya Yamanaka ont partagé le prix Nobel pour leur percée dans la recherche sur les cellules souches. Ils ont montré que les cellules matures peuvent être reprogrammées pour devenir «pluripotentes» – ou 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 se développent pendant le développement embryonnaire, migrent vers leur habitat et se développent en types de cellules cardiaques, nerveuses, pulmonaires et autres dans l’une des transformations les plus remarquables de la nature.
Alchimie neuronale
Il existe deux types de cellules souches adultes. Un type se trouve dans les tissus matures tels que la moelle osseuse, le foie et la peau. Ces cellules souches sont peu nombreuses et se développent généralement dans le type de cellule associé au tissu dont elles sont issues.
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 fabrication des CSPi utilisée dans l’étude est réalisée en deux phases. D’une certaine manière, les cellules sont stimulées à voyager dans le temps, d’abord en arrière puis en avant.
Premièrement, les cellules sanguines adultes sont traitées avec des facteurs de reprogrammation spécifiques qui les font redevenir des cellules souches embryonnaires. Dans la deuxième phase, ces cellules souches embryonnaires sont traitées avec des facteurs supplémentaires, ce qui les amène à se différencier en cellules cibles souhaitées – les neurones producteurs de dopamine.
« La découverte la plus importante dans le présent travail est que le moment auquel vous énoncez le deuxième ensemble de facteurs est crucial », déclare Kordower. « Si vous les traitez et les cultivez pendant 17 jours, puis arrêtez leurs divisions et différenciez-les, cela fonctionne mieux. »
Lancer des neurones parfaits
Les expériences de l’étude incluaient des CSPi cultivées pendant 24 et 37 jours, mais celles cultivées pendant 17 jours avant leur différenciation en neurones dopaminergiques étaient significativement supérieures, capables de survivre en plus grand nombre et d’envoyer leurs branches sur de longues distances. « C’est important », dit Kordower, « car ils doivent parcourir de longues distances dans le cerveau humain plus large, et nous savons maintenant que ces cellules sont capables de le faire. »
Les rats traités avec les CSPi de 17 jours ont montré une récupération remarquable des symptômes moteurs de la maladie de Parkinson. L’étude montre également que cet effet est dose-dépendant. Lorsqu’un petit nombre d’iPSC ont été transplantés dans le cerveau de l’animal, la récupération a été négligeable, mais un grand nombre de cellules a produit une ramification neurale accrue et une inversion complète des symptômes de la maladie de Parkinson.
Le premier essai clinique utilisera la thérapie iPSC dans un groupe de patients atteints de la maladie de Parkinson porteurs d’une mutation génétique spécifique connue sous le nom de mutation Parkin. Ces patients souffrent des symptômes typiques de dysfonctionnement moteur rencontrés dans la maladie de Parkinson généralisée ou idiopathique, mais ne souffrent pas de déclin cognitif ou de démence. Cette cohorte de patients offre un terrain d’essai idéal pour la thérapie de remplacement cellulaire. Si le traitement est efficace, des études plus importantes suivront appliquant la stratégie à la version de la maladie de Parkinson qui touche la plupart des patients touchés par la maladie.
De plus, le traitement pourrait potentiellement être combiné avec des thérapies existantes utilisées pour traiter la maladie de Parkinson. Une fois que le cerveau a été ensemencé avec des cellules de remplacement productrices de dopamine, des doses plus faibles de médicaments comme la L-DOPA pourraient être utilisées pour atténuer les effets secondaires et améliorer les résultats positifs.
La recherche prépare le terrain pour le remplacement des neurones endommagés ou morts par des cellules fraîches dans 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 certains aspects du processus de la maladie », explique Kordower.
Les neurones post-designer offrent un nouvel espoir pour le traitement de la maladie de Parkinson – – sont apparus en premier sur Germanic News.