Un laboratoire de l’Université hébraïque induit des cellules placentaires

Des scientifiques de l’Université hébraïque ont réussi à convertir des cellules de peau humaine en cellules placentaires humaines fonctionnelles, une avancée qui, selon eux, pourrait améliorer la compréhension du développement fœtal, des maladies liées à la grossesse et de l’infertilité, et pourrait être utilisée pour faire progresser les thérapies géniques.

Le professeur Yossi Buganim et son équipe espèrent que ce succès permettra de mieux comprendre et de mieux traiter l’insuffisance placentaire, qui survient dans 10 à 15 % des grossesses et entraîne une fausse couche dans une grossesse sur 100.

L’insuffisance placentaire (également connue sous le nom de dysfonctionnement placentaire) se produit lorsque l’embryon ne reçoit pas suffisamment d’oxygène et de nutriments du placenta, ce qui entraîne une limitation de la croissance et du développement du fœtus. Les complications de l’insuffisance placentaire comprennent, entre autres, la naissance prématurée, la pré-éclampsie et la mortinaissance.

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Mais l’étude du problème était difficile, selon le Pr. Buganim, en raison de la nature même du trouble. Pour résoudre ce problème, l’équipe a converti des cellules de peau en cellules souches placentaires, puis en cellules placentaires différenciées en laboratoire.

« Lorsque l’on découvre un trouble ou une complication de la grossesse, il est déjà trop tard, car il n’y a plus de cellules souches à isoler », a expliqué le Pr. Buganim.

« Il est impossible d’étudier ce qui n’a pas fonctionné dans le développement de l’embryon ou du placenta. On ne peut pas étudier les premiers stades – et donc apprendre ce qui a pu poser problème lors de l’implantation [dans l’utérus] par exemple – parce qu’on n’a pas de cellules souches », a-t-il ajouté.

Le Pr. Yossi Buganim. (Crédit : Moriyah Naama/Buganim Lab Hebrew University)

L’étude, publiée dans la revue Nature Communications, rapporte comment Moriyah Naama, candidate au doctorat en médecine, la Dr. Moran Rahamim, étudiante en doctorat, et d’autres membres du laboratoire de Buganim ont transformé des cellules de peau humaine d’hommes et de femmes adultes, ainsi que des prépuces de l’hôpital Shaare Zedek, en cellules de placenta en introduisant un « cocktail » de quatre gènes. La technique étant épigénétique, elle ne modifie pas le génome.

L’approche du Pr. Buganim consiste à induire des cellules placentaires à un stade précoce, appelées trophoblastes, qui sont essentielles à l’implantation, à partir de cellules cutanées, ou fibroblastes. L’équipe a réussi à le faire sans utiliser le CSPi, une technique qui reprogramme les cellules de la peau ou du sang pour les ramener à un état pluripotent de type embryonnaire qui permet le développement de n’importe quel type de cellule humaine nécessaire à des fins thérapeutiques.

« Nous sommes les premiers à le faire avec des cellules cutanées humaines, et nous avons été les premiers à le faire sur des souris en 2015 », a déclaré le Pr. Buganim.

De simples tests de grossesse en vente libre ont été utilisés pour confirmer que les cellules de la peau s’étaient bien transformées en cellules placentaires.

La Dr. Moriyah Naama et Moran Rahamim vérifiant le test de grossesse positif confirmant que les cellules de la peau ont été transformées en placenta humain. (Crédit : Moriyah Naama/Buganim Lab Université hébraïque)

« Les cellules du placenta sont responsables de la sécrétion de la gonadotrophine chorionique humaine (hCG), que mesurent ces tests de grossesse. Nous avons simplement plongé les tests commerciaux dans le milieu contenant les cellules et nous avons constaté qu’ils étaient positifs », a expliqué le Pr. Buganim.

Ce qui a été accompli jusqu’à présent est une démonstration de faisabilité. Selon le Pr. Buganim, la prochaine étape consistera à mettre au point une technique permettant de prélever des cellules de peau sur des embryons ou des bébés souffrant d’insuffisance placentaire et de les convertir en cellules souches du placenta afin de les étudier, dans l’espoir d’améliorer les diagnostics et les thérapies.

« En isolant les fibroblastes et en les convertissant en cellules souches placentaires, nous pouvons tester l’expression des gènes, leur fonction – si elles s’implantent ou non, si elles se divisent ou non, si elles sécrètent un facteur important ou non – et bien d’autres choses encore », a déclaré le Pr. Buganim.

Des cellules souches placentaires induites – en vert la membrane et en rouge la protéine. (Crédit : Moriyah Naama/Buganim Lab Université hébraïque)

Son laboratoire travaille sur ce projet avec le soutien du laboratoire du professeur Simcha Yagel du département d’obstétrique et de gynécologie de l’Organisation médicale Hadassah, ainsi que du laboratoire de recherche sur les cellules souches de l’hôpital Shaare Zedek, dirigé par la professeure Rachel Eiges. Ils l’aident notamment à se procurer des échantillons de fibroblastes provenant de bébés atteints d’insuffisance placentaire, ainsi que de leur cordon ombilical et de leur placenta.

« Le placenta provient de l’embryon, je ne peux donc pas prélever des échantillons de cellules cutanées sur une mère. Il m’est toutefois possible de prélever des cellules cutanées sur un adulte qui a souffert d’une insuffisance placentaire dans l’utérus », a déclaré le Pr. Buganim.

Une autre source est constituée par les embryons conçus par FIV et soumis à un diagnostic génétique pré-implantatoire. À ce stade, les embryons ne sont que des amas de huit cellules, et toutes les « mauvaises » cellules sont retirées et données aux chercheurs. Le laboratoire de Buganim a utilisé ces cellules comme témoins pour ses expériences.

Le Pr. Buganim prévoit que sa méthode de conversion des cellules de la peau en trophoblastes ouvrira la voie à des avancées cliniques dans le diagnostic ou le traitement des troubles liés à la grossesse.

« Je serai en mesure d’identifier de nouveaux marqueurs pour une complication, de suggérer de nouveaux médicaments qui peuvent sauver une grossesse et de dire si la prochaine grossesse d’un couple sera problématique ou non », a-t-il déclaré.