Un modèle de cellules souches fabriqué en laboratoire offrira une nouvelle façon d’étudier la maladie de Parkinson

Les chercheurs ont développé un moyen de générer en laboratoire une famille de cellules nerveuses impliquées dans la maladie de Parkinson à l’aide de cellules souches humaines, selon une étude récemment publiée.

Ces cellules, trouvées dans une région du cerveau appelée lieu coeruleus (LC), produisent un produit chimique de signalisation appelé norépinéphrine, ou NE. Bien que l’on sache que ces cellules dégénèrent tôt dans la maladie de Parkinson et d’autres maladies neurologiques, on ne sait pas exactement pourquoi.

Les scientifiques ont découvert une protéine importante pour la croissance des cellules, ce qui a permis de les générer en laboratoire. L’équipe prévoit désormais d’utiliser le modèle de cellules souches pour étudier de plus près les mécanismes des maladies neurodégénératives et tester d’éventuels candidats thérapeutiques.

Il est important de noter que, selon Yunlong Tao, PhD, premier auteur de l’étude, « nous avons de nouvelles connaissances sur lieu coeruleus développement.”

“C’est la découverte majeure de cet article, et sur la base de cette découverte, nous sommes capables de générer des neurones à noradrénaline du locus coeruleus”, a déclaré Tao dans un article. communiqué de presse de l’Université du Wisconsin (UW)-Madison, où l’étude a été menée. Tao, chercheur à l’Université de Nanjing, en Chine, travaillait comme chercheur à l’UW-Madison au moment de l’étude.

Intitulé «Génération de neurones de noradrénaline locus coeruleus à partir de cellules souches pluripotentes humaines“, l’étude a été publiée dans Biotechnologie naturelle.

Locus coeruleus-cellules de norépinéphrine (LC-NE) impliquées dans la maladie de Parkinson

Un petit groupe de cellules nerveuses (neurones) situées profondément dans le cerveau, le lieu coeruleus joue un rôle essentiel dans le fonctionnement du cerveau. Les cellules y sont les principales productrices de noradrénaline, un produit chimique de signalisation surtout connu pour son rôle dans la médiation des réactions de combat ou de fuite qui se produisent lors de situations stressantes.

Cellules nerveuses originaires du lieu coeruleus s’étendent dans tout le cerveau et la moelle épinière via un vaste système de ramification, où ils libèrent de la noradrénaline pour réguler le rythme cardiaque, la tension artérielle, l’éveil, la mémoire et l’attention.

“Les neurones norépinéphrines du locus coeruleus sont essentiels à notre vie”, a déclaré Su-Chun Zhang, MD, PhD, professeur de neurosciences et de neurologie à l’UW-Madison et auteur principal de l’étude.

“Nous l’appelons le centre de la vie”, a déclaré Zhang, ajoutant que “sans ces cellules nerveuses, nous serions probablement éteints de la Terre”.

Un dysfonctionnement de cette région cérébrale peut donc avoir de graves conséquences sur la santé du cerveau. En effet, lieu coeruleus-les cellules de norépinéphrine (LC-NE) ont été impliquées dans diverses maladies neurodégénératives, notamment la maladie de Parkinson et La maladie d’Alzheimer.

Dans la maladie de Parkinson, le lieu coeruleus est l’un des premiers des régions du cerveau commencent à dégénérer. Cela a été associé à une gamme de symptômes non moteurs de la maladie.

“Les gens l’ont remarqué depuis longtemps, mais ils ne savent pas quelle est la fonction du locus coeruleus dans ce processus”, a déclaré Tao, ajoutant que c’était aussi “en partie parce que nous n’avons pas de bon modèle pour imiter l’humain”. Neurones LC-NE.

Les cellules souches, qui ont la capacité de devenir pratiquement n’importe quel autre type de cellule dans de bonnes conditions, donnent naissance à pratiquement toutes les cellules matures du corps. Les scientifiques peuvent en tirer parti pour générer des cellules nerveuses d’origine humaine en laboratoire. Lorsqu’elles sont traitées avec des produits chimiques spécifiques, les cellules souches peuvent se transformer en presque n’importe quel type de cellule que les chercheurs souhaitent étudier.

Cependant, cela s’est avéré difficile dans le passé avec les neurones LC-NE, et plusieurs tentatives ont échoué.

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Un nouveau modèle de cellules souches sera utilisé pour une série d’expériences

Dans leur nouvelle étude, l’équipe a identifié qu’une protéine de facteur de croissance appelée ACTIVIN-A est nécessaire pour réguler le développement de ces cellules. Sans cela, l’activité génétique nécessaire pour que les cellules précurseurs deviennent des neurones LC-NE ne peut pas se produire.

En ajoutant ACTIVIN-A au cours du processus, les scientifiques pourraient ainsi développer des neurones LC-NE à partir de cellules souches. Les cellules qu’ils ont produites présentaient les caractéristiques structurelles et fonctionnelles attendues des neurones LC-NE, notamment la libération de NE et d’autres fonctions liées à leur rôle dans la respiration et la fréquence cardiaque.

En fin de compte, les chercheurs pensent que les cellules LC-NE peuvent être utilisées pour étudier plus en détail comment et pourquoi ces cellules semblent mourir si tôt dans des maladies comme la maladie de Parkinson.

“Si cela est quelque peu causal, alors nous pourrions potentiellement faire quelque chose pour prévenir ou retarder le processus de neurodégénérescence”, a déclaré Zhang.

La disponibilité de neurones LC-NE humains fonctionnels permet d’étudier leurs rôles dans les maladies psychiatriques et neurodégénératives et fournit un outil pour le développement de thérapies.

Les neurones dérivés de cellules souches auront les caractéristiques génétiques et cellulaires de la personne chez qui les cellules souches ont été prélevées. Ainsi, les scientifiques pourraient générer des neurones LC-NE à partir de patients atteints de la maladie de Parkinson pour en savoir plus sur le comportement des cellules et leur réponse aux candidats thérapeutiques.

“La disponibilité de neurones LC-NE humains fonctionnels permet d’étudier leurs rôles dans les maladies psychiatriques et neurodégénératives et fournit un outil pour le développement thérapeutique”, ont écrit les chercheurs.

L’équipe a également développé une lignée de cellules dotée d’un capteur fluorescent pour détecter les niveaux de noradrénaline, ce qui, selon les scientifiques, « pourrait être utile pour trouver de nouveaux médicaments qui régulent la NE ». [norepinephrine] libération et/ou absorption.

Dans une prochaine étape, les scientifiques prévoient d’examiner de plus près comment ACTIVIN-A régule le développement des cellules LC-NE. En outre, l’équipe utilisera le modèle de cellules souches pour des expériences visant à modéliser des maladies humaines et à tester des produits thérapeutiques.

“L’application de ces cellules est assez large dans son importance”, a noté Zhang.