La transplantation systémique de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques de type sauvage (vert) a conduit à leur différenciation en cellules de type microglie (rouge), ce qui a réduit la quantité de plaques bêta-amyloïdes (magenta) dans le cerveau. Crédit : Priyanka Mishra et Alexander Silva, UC San Diego Health Sciences
Une étude de l’UC San Diego indique que les greffes de cellules souches hématopoïétiques peuvent protéger les souris atteintes de la maladie d’Alzheimer du déclin de la mémoire, de la neuroinflammation et de l’accumulation de β-amyloïde.
Dans la quête continue de trouver un remède pour Alzheimer maladie, une branche naissante de la médecine redonne espoir. Les traitements à base de cellules souches, qui ont été appliqués avec succès à une gamme de cancers et de troubles du système sanguin et immunitaire, sont actuellement étudiés pour leur potentiel contre la maladie d’Alzheimer. Une étude récente menée par des scientifiques de l’Université de Californie à San Diego suggère que les greffes de cellules souches pourraient être une thérapeutique prometteuse contre la maladie d’Alzheimer.
Dans l’étude publiée récemment dans Rapports de cellule, les chercheurs démontrent que la transplantation de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques était efficace pour sauver de multiples signes et symptômes de la maladie d’Alzheimer dans un modèle murin de la maladie. Les souris qui ont reçu des cellules souches hématopoïétiques saines ont montré une mémoire et une cognition préservées, une neuroinflammation réduite et une accumulation significativement moins importante de β-amyloïde par rapport aux autres souris atteintes de la maladie d’Alzheimer.
« La maladie d’Alzheimer est une maladie très complexe, donc tout traitement potentiel doit pouvoir cibler plusieurs voies biologiques », a déclaré l’auteur principal de l’étude, Stephanie Cherqui, Ph.D., professeur à la faculté de médecine de l’UC San Diego. « Nos travaux montrent que la greffe de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques a le potentiel de prévenir les complications de la maladie d’Alzheimer et pourrait constituer une voie thérapeutique prometteuse pour cette maladie. »
L’étude a été dirigée par Priyanka Mishra, PhD, (à gauche) et Alexander Silva (à droite), chercheurs du laboratoire Cherqui de la faculté de médecine de l’UC San Diego. Crédit : Sciences de la santé UC San Diego
Le succès de la thérapie découle de ses effets sur la microglie, un type de cellule immunitaire dans le cerveau. La microglie a été impliquée dans l’initiation et la progression de la maladie d’Alzheimer de diverses manières. On sait qu’une inflammation soutenue de la microglie peut contribuer à la maladie d’Alzheimer, car la libération de cytokines inflammatoires, de chimiokines et de protéines du complément entraîne une augmentation de la production de β-amyloïde. Dans des conditions saines, la microglie joue également un rôle majeur dans l’élimination des plaques β-amyloïdes, mais cette fonction est altérée dans la maladie d’Alzheimer. L’accumulation de β-amyloïde qui en résulte exerce également un stress sur d’autres cellules cérébrales, y compris les cellules endothéliales qui affectent le flux sanguin vers le cerveau.
La chercheuse postdoctorale et première auteure Priyanka Mishra, Ph.D., a entrepris de tester si la transplantation de cellules souches pouvait conduire à la génération de nouvelles microglies saines susceptibles de réduire la progression de la maladie d’Alzheimer. Le laboratoire Cherqui avait déjà réussi à utiliser des greffes de cellules souches similaires pour traiter des modèles murins de cystinose, une maladie de surcharge lysosomale, et l’ataxie de Friedreich, une maladie neurodégénérative.
Mishra et ses collègues ont effectué des transplantations systémiques de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques saines de type sauvage chez des souris atteintes de la maladie d’Alzheimer et ont découvert que les cellules transplantées se différencient en cellules de type microglie dans le cerveau.
Les chercheurs ont ensuite évalué le comportement des animaux et ont découvert que la perte de mémoire et les troubles neurocognitifs étaient complètement évités chez les souris ayant reçu la greffe de cellules souches. Ces souris ont montré une meilleure reconnaissance des objets et une meilleure perception des risques, ainsi que des niveaux d’anxiété et une activité locomotrice normaux, par rapport aux souris Alzheimer non traitées.
Stéphanie Cherqui, PhD, a dirigé avec succès les essais cliniques et la commercialisation d’autres thérapies développées dans son laboratoire. Crédit : Sciences de la santé UC San Diego
En examinant de plus près le cerveau des animaux, les chercheurs ont découvert que les souris traitées avec des cellules souches saines présentaient une réduction significative des plaques β-amyloïdes dans leur hippocampe et leur cortex. La greffe a également entraîné une réduction de la microgliose et de la neuroinflammation et a contribué à préserver l’intégrité de la barrière hémato-encéphalique.
Enfin, les chercheurs ont utilisé des analyses transcriptomiques pour mesurer l’expression de différents gènes chez des souris Alzheimer traitées et non traitées. Ceux qui avaient reçu la thérapie par cellules souches avaient moins d’expression corticale des gènes associés à la microglie malade et moins d’expression hippocampique des gènes associés aux cellules endothéliales malades.
Dans l’ensemble, la transplantation de cellules souches et progénitrices hématopoïétiques saines a permis d’améliorer la santé de la microglie, qui à son tour a protégé contre plusieurs niveaux de la pathologie d’Alzheimer.
Fait important, un troisième groupe de souris ayant reçu des cellules souches isolées de souris Alzheimer n’a montré aucun signe d’amélioration, démontrant que ces cellules conservaient les informations liées à la maladie d’Alzheimer.
Des études futures exploreront plus en détail comment les cellules saines transplantées ont produit des améliorations aussi importantes et si des stratégies de transplantation similaires peuvent être utilisées pour soulager les symptômes de la maladie d’Alzheimer chez l’homme.
« La maladie d’Alzheimer représente un lourd fardeau émotionnel et économique pour notre société, mais il n’existe aucun traitement efficace disponible », a déclaré Cherqui. « Nous sommes ravis de voir des résultats précliniques aussi prometteurs de la thérapie par cellules souches hématopoïétiques et nous sommes impatients de développer une nouvelle approche thérapeutique pour cette maladie dévastatrice. »
Les co-auteurs de l’étude incluent : Alexander Silva, Jay Sharma, Jacqueline Nguyen, Donald P. Pizzo et Debashis Sahoo, tous à l’UC San Diego, ainsi que Denise Hinz au La Jolla Institute for Immunology.
L’étude a été financée par l’Epstein Family Research Collaboration Fund, l’Alzheimer’s Disease Cooperative Study (ADCS) de l’UC San Diego, le Instituts nationaux de la santéle California Institute for Regenerative Medicine, la Cystinosis Research Foundation et l’Ataxia Research Alliance de Friedreich.
