Maladies neurodégénératives

Anselme Perrier : Chargé de Recherche CR2 (INSERM)
Camille Nicoleau: Post-doctorante
Maxime Feyeux : Doctorant
Aurore Bugi : Technicienne de recherche qualifiée (CECS)
Véronique Cordette: TE (INSERM)

Jérémie Charbord : Doctorant

Pedro Viegas : Post-doctorant

 

 

 

La maladie de Huntington (MH) touche 3 naissances pour 10.000 en Europe de l'Ouest. Le plus souvent silencieuse jusqu'à l'âge adulte (35 ans en moyenne), elle se caractérise ensuite par une désorganisation de certaines fonctions supérieures contrôlées par le cerveau, principalement la motricité (apparition de mouvements anormaux involontaires ou chorée), la cognition (avec une démence progressive), certaines émotions (une tendance à la dépression et à l'agressivité)... La maladie est associée à une destruction des neurones du striatum, région cérébrale située centralement, à la base du cerveau.

Les recherches de notre équipe sont centrées sur l'utilisation de cellules souches embryonnaires humaines (hESC) normales ou mutées dans le but de mieux comprendre et traiter des maladies neurodégénératives d'origine génétiques en particulier la maladie de Huntington. Nos activités et projets se concentrent sur deux aspects de la recherche de traitements de HD: (A) - L'utilisation « sécurisée », de progénies de hESC normales comme substrat de thérapie cellulaire chez l'animal. (B) - Le développement et l'utilisation de progénies de hESC mutantes (HD) comme modèle cellulaire de cette pathologie afin d'explorer des mécanismes moléculaires et cellulaires de HD et d'identifier des molécules potentiellement thérapeutiques.

 

 

 

(A) Un premier protocole de différenciation neurale de hESC par co-culture sur cellules MS5 a été développé et validé. Il permet de produire des progéniteurs et neurones striataux qui ont été greffés dans un modèle rongeur de HD ). Une partie des cellules transplantées se sont différenciées en neurones moyens épineux du striatum. Ce résultat est très prometteur car il constitue la première démonstration d’une maturation striatale massive de greffons ayant pour origine des cellules amplifiables c'est-à-dire pouvant potentiellement constituer une banque de cellules thérapeutiques. Jusqu'à présent, seuls des tissus striataux fœtaux (non amplifiables) ont donné des transplants comparables. Ces greffons issus de hESC ont néanmoins présenté une très forte capacité proliférative, ce qui nous a conduit à démarrer le développement d’un système « d’interrupteur de secours » permettant d’assurer la sûreté de produits de thérapie cellulaire issues de hESC, a commencé par nos propres greffons neuraux, grâce à l'ablation sélective des cellules transplantées par le gène suicide ).

 

L’importation de lignées de hESC porteuses de la mutation Huntington (VUB05-HD en 2006, SI-187 et Huez2 en 2008) a permis d’aborder la modélisation pathologique de cette maladie d’une toute nouvelle manière. Afin de pouvoir disposer d’une population cellulaire à la fois pertinente et versatile (i.e autorisant un large spectre d’expérimentations) un deuxième protocole de différenciation neurale de hESC normales ou mutantes a été développé. Plus robuste, ce protocole permet de produire plus facilement et efficacement des cellules souches neurales (NSC) qui sont à la fois 1) homogènes, 2) cultivable par le robot de screening Biocell1800 en plaque P96&384, 3) modifiables génétiquement, 4) auto-renouvables donc disponible en quantité quasi illimité tout en restant, 5) multipotentes i.e capable de se différencier en neurones et en cellules gliales. Une étude par transcriptome différentiel a été menées et se poursuit en tirant partie de ces propriétés. Plusieurs gènes dont l’expression est modulée par la présence de la mutation Huntington ont été identifiés. Logiquement « marqueurs cellulaire» de la mutation du gène HD certains d’entre eux pourraient permettre de mieux comprendre des mécanismes moléculaires de la maladie et de rechercher des molécules potentiellement thérapeutiques en collaboration avec l’équipe HTS d’I-Stem.

L’ensemble de nos résultats de recherche à I-Stem/U861 depuis la création de l’équipe démontre que l’exploitation de la versatilité des hESC normales ou porteuses de la mutation causale de la maladie de Huntington constitue une approche scientifique pertinente.

Publications récentes de l’équipe “Maladies neurodégénératives”:
Human embryonic stem cells reveal recurrent genomic instability at 20q11.21.
Lefort N, Feyeux M, Bas C, Féraud O, Bennaceur-Griscelli A, Tachdjian G, Peschanski M, Perrier AL.
Nat Biotechnol. 2008 Nov 23. [Epub ahead of print]
Striatal progenitors derived from human ES cells mature into DARPP32 neurons in vitro and in quinolinic acid-lesioned rats.
Aubry L, Bugi A, Lefort N, Rousseau F, Peschanski M, Perrier AL.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Oct 28;105(43):16707-12. Epub 2008 Oct 15.
Improvement of Culture Conditions of Human Embryoid Bodies Using a Controlled Perfused and Dialyzed Bioreactor System.
Come J, Nissan X, Aubry L, Tournois J, Girard M, Perrier AL, Peschanski M, Cailleret M.
Tissue Eng Part C Methods. 2008 Aug 18. [Epub ahead of print]
Evolutionary forces shape the human RFPL1,2,3 genes toward a role in neocortex development.
Bonnefont J, Nikolaev SI, Perrier AL, Guo S, Cartier L, Sorce S, Laforge T, Aubry L, Khaitovich P, Peschanski M, Antonarakis SE, Krause KH.
Am J Hum Genet. 2008 Aug;83(2):208-18. Epub 2008 Jul 24.