Clarification des changements d'ADN dans les cellules souches embryonnaires humaines
Des scientifiques en Europe ont découvert que la culture prolongée de cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) pouvait déclencher des modifications résultant en des anomalies chromosomiques. Publiés dans la revue Nature Biotechnology, ces résultats le fruit du projet ESTOOLS («Platforms for biomedical discovery with human ES cells»), soutenu à hauteur de 12 millions d'euros au titre du domaine thématique «Sciences de la vie, génomique et biotechnologie pour la santé» du sixième programme-cadre (6e PC). ESTOOLS a pour objectif de développer les compétences, outils et techniques nécessaires aux applications médicales, pharmaceutiques et bio-industrielles en recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) et les cellules souches pluripotentes induites (iPS - induced pluripotent stem). Les scientifiques cherchant à déterminer les moyens d'éviter les modifications dangereuses dans les CSEh bénéficieront grandement des résultats de cette étude, car ils leur permettront de développer des applications plus fiables pour les traitements régénératifs par cellules souches. L'équipe de recherche explique que les résultats contribueront également à renforcer des travaux sur le processus d'adaptation en culture, dans lequel les CSEh en culture imitent l'accumulation de changements génétiques caractéristiques d'une transformation maligne; ceci permettrait d'obtenir de nouvelles informations sur certains mécanismes génétiques responsables du développement du cancer. «La culture prolongée des CSEh peut conduire à une adaptation et une acquisition d'anomalies chromosomiques, soulignant ainsi l'importance d'une analyse génétique rigoureuse de ces cellules», expliquent les auteurs de l'article. Les chercheurs étudient actuellement les possibilités d'utiliser les cellules souches embryonnaires dans les traitements de cellules régénératrices en raison de leurs capacité d'auto-renouvellement et de développement en une variété de cellules et de tissus tels que des globules blancs ou rouges, des neurones, des os et des muscles Néanmoins, les chercheurs reconnaissent que les altérations génétiques se déclenchent chez certaines lignées de CSEh alors qu'elles se multiplient en laboratoire, et ces changements sont similaires aux anomalies au niveau de l'ADN (acide désoxyribonucléique) constatées dans les cellules cancéreuses. De plus, les CSEh peuvent subir d'autres altérations que les méthodes traditionnelles ne permettent pas forcément de détecter. Ainsi, de sérieux doutes subsistent quant à leur utilisation dans le monde médical. L'équipe a utilisé une analyse ADN à haute résolution pour cartographier les altérations génétiques dans 17 lignées de CSEh cultivées sur plusieurs générations et conservées dans différents laboratoires. Leurs analyses ont identifié 843 variations dans le nombre de copies (CNV - copy number variations), et ont permis de constater «qu'en moyenne, 24% des sites de la perte d'hétérozygosité (LOH - loss of heterozygosity) et 66% des variations dans le nombre de copies changeaient dans les cultures entre les premiers et derniers passages des même lignées», écrivaient les auteurs. Les CNV et la LOH sont des variations génétiques pouvant être associées à la formation d'une tumeur. Ils ont découvert que 30% des gènes avec des sites de CNV présentaient «une expression modifiée en comparaison des échantillons où le nombre des copies était normal. Sur ces 30%, plus de 44% des gènes ont pu être associés au cancer». «Lorsque nous pourrons déterminer les gènes impliqués, il sera alors plus facile de rejeter les lignées de CSEh dans lesquelles ces gènes pourraient muter», explique Peter Andrews, co-auteur de l'article et professeur au Centre for Stem Cell Biology à l'université de Sheffield, au Royaume-Uni, et responsable du consortium ESTOOLS. L'équipe ESTOOLS est composée de 21 partenaires (18 académies et instituts de recherche et 3 entreprises) originaires de République tchèque, d'Allemagne, d'Espagne, d'Italie, d'Israël, des Pays-Bas, de Finlande, de Suède, de Suisse et du Royaume-Uni. Les partenaires du projet expliquent que les activités de formation et de diffusion permettront de maximiser l'impact de leurs recherches et de développer une base solide et concurrentielle pour la recherche en CSEh.