Des chercheurs rajeunissent les cellules humaines âgées grâce à la technologie des cellules souches

Des scientifiques de la Faculté de médecine de l’Université de Stanford ont utilisé la technologie des cellules souches pour forcer les vieilles cellules humaines à rajeunir, inversant l’impact du vieillissement sur les cellules. L’étude est la première étape vers le développement d’une approche pour redémarrer des tissus entiers.

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Exprimer les facteurs de Yamanaka pour inverser le vieillissement

Les chercheurs ont induit des cellules souches musculaires de souris âgées à exprimer un ensemble spécifique de protéines essentielles au développement embryonnaire pendant une courte période, constatant qu’une fois transplantées, les souris âgées ont retrouvé leur force de jeunesse.

Le panel de protéines que les cellules souches ont été encouragées à exprimer sont appelés facteurs de Yamanaka, ceux qui jouent un rôle vital dans la transformation des cellules adultes en cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS). Ces cellules ont le potentiel de se différencier en presque tous les types de cellules du corps humain, ce qui les a amenées à devenir un domaine d’étude important dans la découverte de médicaments et la médecine régénérative.

L’équipe de Stanford a démontré qu’en induisant des cellules prélevées sur des humains plus âgés à exprimer brièvement des facteurs de Yamanaka, de nombreuses caractéristiques des cellules vieillissantes s’inversaient, ce qui rendait les cellules traitées presque impossibles à distinguer des plus jeunes.

Inverser le vieillissement des cellules humaines

L’étude, publiée cette semaine dans la revue Nature Communications, décrit comment l’approche a été inspirée par les travaux actuellement menés au laboratoire de la Stanford University School of Medicine où une équipe de chercheurs fabrique des cellules iPS à partir de cellules humaines adultes en les exposant à un panel de protéines pertinentes au développement embryonnaire précoce sur une période de deux semaines.

Pendant ce temps, les cellules adultes sont exposées à des messages d’ARN de courte durée qui donnent des instructions pour la fabrication des protéines Yamanaka. À mesure que le temps avance, les protéines ont pour effet d’inverser la chronologie du développement de la cellule, la forçant à revenir à son état de cellule pluripotente de type embryonnaire. Le processus voit l’ADN de la cellule être réinitialisé et débarrassé des étiquettes moléculaires qui s’accumulent à mesure que la cellule vieillit.

Les chercheurs ont examiné si le raccourcissement de la période d’exposition aux protéines Yamanaka pouvait induire une réversion juvénile dans la cellule adulte sans la transformer en cellule pluripotente. De précieuses études avaient indiqué que cela pourrait en être le résultat, car des scientifiques de l’Institut Salk pour les études biologiques ont récemment découvert que la durée de vie d’une souris avec un vieillissement prématuré pouvait être augmentée de 20% en exprimant les quatre facteurs de Yamanaka.

Pour déterminer si les cellules humaines se comporteraient de la même manière, des chercheurs de Stanford ont conçu une expérience dans laquelle ils ont utilisé l’ARN messager pour exprimer brièvement quatre facteurs Yamanaka ainsi que deux autres protéines dans les vaisseaux sanguins humains et les cellules de la peau provenant d’adultes âgés. La durée d’exposition à ces facteurs a pu être contrôlée en raison de la dégradation rapide de l’ARN messager dans les cellules.

Les schémas d’expression génique de ces cellules humaines traitées ont ensuite été analysés et comparés avec l’expression génique de cellules témoins également obtenues auprès d’une population âgée, ainsi qu’avec des cellules non traitées prélevées sur une population plus jeune.

Les résultats ont montré que les cellules traitées présentaient des signes d’inversion de l’âge après quatre jours d’exposition et qu’elles présentaient des niveaux plus faibles de gènes liés à diverses voies de vieillissement par rapport aux cellules vieillissantes non traitées. Les cellules âgées traitées étaient plus similaires aux cellules plus jeunes en termes d’expression génique.

Les chercheurs ont analysé les groupes méthyle des cellules qui agissent comme un indicateur de l’âge chronologique. En utilisant cette méthode, il a été révélé que les cellules traitées semblaient être en moyenne de 1½ à 3½ ans plus jeunes que les cellules âgées non traitées. L’équipe est ravie que cela marque un pas en avant important dans le domaine de l’étude du rajeunissement des tissus.

Citations