Cet article a été publié dans Découvrez numéro annuel sur l’état de la science sous le titre «L’aube de la révolution des cellules souches?» Soutenez notre journalisme scientifique en devenant un abonné.
Pour plus de deux des décennies, les experts ont prédit que les cellules souches révolutionneraient un jour la médecine.
Alors que les cellules souches adultes ont longtemps été utilisées pour traiter une poignée de troubles sanguins et immunitaires, l’excitation s’est concentrée sur deux variétés plus polyvalentes: les cellules souches embryonnaires (CSE) et les cellules souches pluripotentes induites (CSPi), qui peuvent toutes deux être transformées en tout type de cellule dans le corps. Google «la promesse des cellules souches» et vous obtiendrez au moins 200 000 visites, impliquant des affections allant du diabète aux troubles neurodégénératifs. Jusqu’à présent, cependant, personne n’a réussi à traduire ce potentiel en une thérapie pratique.
En 2020, une série de percées a suggéré que la révolution pourrait enfin être proche. La nouvelle la plus dramatique est arrivée en mai, lorsque le New England Journal of Medicine a publié le premier rapport de cas d’une étude utilisant des cellules souches cultivées sur mesure pour traiter la maladie de Parkinson chez l’homme. La maladie débilitante, qui touche 10 millions de personnes dans le monde, résulte principalement de la perte de neurones qui produisent le neurotransmetteur dopamine. Les traitements existants ont eu un succès limité. Les chercheurs sur les cellules souches visent à remplacer les neurones mourants par des neurones sains cultivés en laboratoire – et l’article du NEJM était le signe le plus clair à ce jour que de tels efforts pourraient porter leurs fruits.
Les auteurs – dirigés par le neurochirurgien Jeffrey Schweitzer du Massachusetts General Hospital et le neurobiologiste Kwang-Soo Kim du McLean Hospital – ont utilisé ce que l’on appelle des iPSC autologues. Ce sont des cellules souches générées à partir des propres cellules matures du receveur, ce qui réduit considérablement la probabilité que des immunosuppresseurs soient nécessaires pour éviter le rejet. L’équipe a collecté des cellules cutanées d’un homme de 69 ans et les a reprogrammées en iPSC. Ils ont ensuite guidé les cellules souches pour qu’elles adoptent les caractéristiques des neurones dopaminergiques, qu’elles ont implantées dans le putamen du patient, une région cérébrale impliquée dans la maladie de Parkinson. Sur une période de 24 mois, les scans TEP ont montré que les nouvelles cellules étaient fonctionnelles. Les symptômes moteurs et les scores de qualité de vie de l’homme se sont améliorés, tandis que ses besoins quotidiens en médicaments ont diminué. Il n’a ressenti aucun effet secondaire ni aucune complication.
«Cela représente une étape importante dans la« médecine personnalisée »pour la maladie de Parkinson», a écrit Kim dans un communiqué. Cela a également représenté une étape importante pour le patient – George «Doc» Lopez, un médecin devenu entrepreneur d’équipement médical, dont les contributions financières à la recherche de Kim ont contribué à rendre la chirurgie possible.
Les médecins ont utilisé des cellules souches embryonnaires, ou CES, pour cultiver des cellules hépatiques sur mesure. (Crédit: Nissim Benvenisty / Wikimedia Commons)
Une fois un plongeur libre record, Lopez avait des tremblements et une rigidité sévères avant l’implant; il pouvait à peine se lever d’une chaise. Par la suite, il a pu retourner à la natation et à la plongée, et effectuer des tâches aussi banales que lier ses chaussures. «La maladie de Parkinson m’a condamné à mort», dit-il. « [The therapy] n’a pas seulement changé ma vie, il m’a littéralement sauvé la vie.
Kim prévient qu’une seule étude de cas n’est qu’un début. Beaucoup plus de recherches, y compris des essais cliniques à grande échelle et soigneusement contrôlés, seront nécessaires pour établir l’innocuité et l’efficacité de la technique de son équipe. «Néanmoins, ajoute-t-il, je pense que cette étude est extrêmement encourageante et informative.» Lui et ses collègues prévoient de lancer un tel essai d’ici la fin de 2022. Pendant ce temps, d’autres études humaines utilisant des iPSC ou des ESC sont prévues ou en cours dans une poignée de centres médicaux à travers le monde.
Un «pont» vers un nouveau foie
Les cellules souches ont également démontré des pouvoirs vitaux pour un bébé de 6 jours au Japon qui a reçu la première transplantation réussie au monde de cellules hépatiques cultivées sur mesure. L’enfant (dont le sexe n’a pas été rendu public) est né avec un trouble du cycle de l’urée, une maladie génétique dans laquelle le foie manque d’une enzyme qui aide à décomposer l’azote en urée. Sans cela, l’ammoniac s’accumule dans la circulation sanguine avec des résultats potentiellement mortels. Une greffe du foie est généralement nécessaire, mais elle ne peut être effectuée que lorsque l’enfant a plusieurs mois – ce qui peut être trop tard. Les cellules hépatiques appelées hépatocytes peuvent parfois être transplantées comme «traitement de transition», mais les approvisionnements sont rares au Japon en raison des faibles taux de don d’organes.
Les médecins du Centre national pour la santé et le développement de l’enfant ont utilisé des CES pour cultiver des hépatocytes, puis en ont injecté 190 millions dans le foie du bébé. En mai, l’équipe a rapporté que les cellules transplantées avaient maintenu les niveaux d’ammoniaque dans le sang pendant six mois, jusqu’à ce que l’enfant reçoive une transplantation hépatique de son père.
Réparer les cœurs défaillants
Certaines des nouvelles de cette année étaient plus controversées. En janvier, une équipe dirigée par le chirurgien de l’Université d’Osaka, Yoshiki Sawa, a rapporté avoir effectué la première transplantation réussie de cardiomyocytes dérivés d’iPSC – cellules du muscle cardiaque – chez un patient humain. Le receveur, qui avait des lésions cardio-musculaires d’une artère bloquée, a été implanté avec une feuille biodégradable contenant 100 millions de cellules dans le cadre d’un petit essai clinique. Les chercheurs, qui ont utilisé des iPSC allogéniques dérivés des cellules d’un donneur, ont prévu de surveiller le patient au cours de l’année prochaine et d’essayer éventuellement la procédure sur neuf autres participants.
En mai, cependant, un chirurgien chinois a contesté que Sawa était le premier à effectuer une telle greffe. Wang Dongjin de l’hôpital Nanjing Drum Tower a déclaré au journal Nature que son équipe avait implanté deux hommes avec des cardiomyocytes dérivés d’iPSC allogéniques un an plus tôt. Un patient, un électricien de 55 ans, a déclaré qu’avant l’opération, il était constamment fatigué et à bout de souffle; maintenant, il pouvait se promener, utiliser les escaliers et dormir toute une nuit.
Mis à part quelle équipe a remporté la course, les deux expériences laissent de gros points d’interrogation. Bien que les études animales aient montré des résultats prometteurs pour les cardiomyocytes dérivés d’iPSC, Sawa ne pense pas que les cellules implantées s’intègrent au tissu cardiaque d’un receveur. Au lieu de cela, spécule-t-il, ils peuvent stimuler la guérison en libérant des facteurs de croissance. Si tel est le cas, disent les critiques de Sawa, il serait plus sûr d’identifier ces protéines régénératrices et de les administrer d’une manière moins risquée, comme l’injection.
L’expérience de Wang a été brouillée par le fait que les deux patients ont subi un pontage cardiaque avec leurs nouvelles cellules. Comme le pathologiste de l’Université de Washington, Charles Murry, l’a noté dans Nature, «Si vous faites deux choses à quelqu’un et qu’il s’améliore, vous ne pouvez pas dire lequel en est la cause.»