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    Possibilité d’une authentique rétine en 3D à partir des cellules souches embryonnaires

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    Possibilité d’une authentique rétine en 3D à partir des cellules souches embryonnaires

    Message  Admin le Lun 16 Mai - 11:43

    Possibilité d’une authentique rétine en 3D à partir des cellules souches embryonnaires


    Pour des millions d’aveugles et de malvoyants, bénéficier d’une rétine « neuve » est un rêve inaccessible. Les travaux d’une équipe japonaise pourraient le rendre envisageable. C'est la nouvelle promesse de la médecine régénératrice.



    Un groupe de chercheurs japonais démontre pour la première fois que des agrégats de cellules souches embryonnaires de souris, placés dans certaines conditions de culture, se transforment spontanément en une ébauche de l’œil pourvue d’une rétine complète.

    La production de cellules rétiniennes à partir des cellules souches embryonnaires humaines était déjà maitrisée. C'était l'un des espoirs de la thérapie cellulaire pour remédier à certaines pathologies rétiniennes.

    Les résultats d’une équipe japonaise permettent d’aller beaucoup plus loin vers l’élaboration d’un véritable tissu rétinien. Cette équipe a réussi à obtenir in vitro une vraie rétine en trois dimensions dont la structure complexe reproduit celle de l’œil. Ces résultats sans précédent, publiés dans la revue Nature du 7 avril (*), pourraient marquer une nouvelle étape dans la médecine régénératrice.

    C'est une prédisposition des cellules souches embryonnaires à engendrer des organes de la vision qui a mis les chercheurs japonais sur la piste de leur découverte : on avait déjà remarqué dans des cultures de cellules souches embryonnaires le développement spontané de pseudo-cristallins ou de cellules précurseurs de la formation rétinienne. L’équipe japonaise a franchi un pas décisif : en utilisant une méthode particulière de culture qui rassemble les cellules souches embryonnaires de souris sous forme de petits agrégats en 3D (a), elle constate la formation spontanée de tissu cérébral et l’émergence de cellules de rétine. Mais ces cellules ne s’organisent pas encore en organe.

    Les chercheurs ont alors l’idée d’ajouter au milieu de culture une matrice artificielle, appelée matrigel. Ce produit est un substitut de la matrice extracellulaire élaborée in vivo par les cellules qui constitue une trame pour l’organisation des cellules en tissu et joue un rôle dans la structuration des organes.



    L’addition de cette matrice se révèle très efficace. Des cellules rétiniennes, repérées par un marqueur spécifique vert fluorescent, sont présentes dans 80% des agrégats de cellules souches embryonnaires (b, c). Au 6ième jour de culture, ces agrégats forment des excroissances sphériques fluorescentes (d). Le jour suivant, celles-ci s’invaginent pour former, entre le 8ième et le 10ième jour de culture, des demi sphères semblables en tous points aux cupules optiques de l’embryon de souris (e, f). Elles en ont la forme et la taille (entre 200 et 400 microns versus 300 microns chez l’embryon). Elles aussi ont adopté leur architecture stratifiée : les deux feuillets caractéristiques qui constituent la rétine sont présents et leur composition est semblable à celle de la rétine in vivo. Le feuillet interne est l’équivalent de la rétine neurale et contient la majorité des cellules qui la composent in vivo, en particulier les photorécepteurs (les cônes et les bâtonnets), dont le rôle est de capter les signaux lumineux et de les transformer en signaux électro-chimiques. Le feuillet interne correspond à la rétine pigmentaire. Elle contient tous les pigments et molécules qui permettent de capter les photons.

    C’est donc l’auto-formation d’une rétine à partir des cellules souches embryonnaires de souris que décrit cette équipe. Le développement de cet organe in vitro se déroule de manière autonome selon un programme qui mime le développement de la rétine in vivo.

    Ce résultat est d’autant plus remarquable qu’il va à l’encontre d’un dogme établi depuis des décennies par les fondateurs de la biologie du développement : la notion d’induction au cours de l’embryogénèse. L'induction est un phénomène par lequel un groupe de cellules influence la destinée d’un autre groupe de cellules voisines. Lors de l’embryogénèse de l’oeil, le développement de la cupule optique s’opère sous l’influence des tissus adjacents. En fait, la formation de l’œil in vivo résulte d’un véritable dialogue entre l’ébauche du cristallin et la rétine. Or les travaux des chercheurs japonais montrent clairement, que, in vitro, l’évolution de la rétine s’accomplit spontanément en l’absence de cristallin.

    L’entière compréhension des mécanismes de la formation de cette rétine en 3D à partir des cellules souches embryonnaires exigera encore des investigations intensives. Mais si la méthode est transposable aux cellules souches embryonnaires humaines, cette découverte débouchera sur une nouvelle étape de la médecine régénératrice. Elle ouvrira la voie à la transplantation d’une rétine complète qui pourrait se substituer à la simple greffe de cellules.

    (*) M. Eiraku et al. Nature. 2011 Apr 7;472(7341):51-6.
    Francoise Sainteny



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