Une molécule synthétique ciblant l'ADN pourrait ouvrir la voie à la régénération des tissus.

Les cellules souches peuvent être amenées à se transformer en cellules du muscle cardiaque par une nouvelle méthode impliquant des molécules synthétiques. La méthode surmonte les défis auxquels sont confrontées les approches actuelles et peut être affinée pour inciter la formation d'une variété de types de cellules.

Les cellules souches pluripotentes induites par l'homme (hiPSC) sont générées à partir de cellules adultes et peuvent être programmées pour se transformer en n'importe quel type de cellule dans le corps. La conversion du type cellulaire est contrôlée par une régulation coordonnée des signaux de signalisation et des gènes. Des molécules qui activent et désactivent ces divers signaux impliqués dans le développement des organes ont été utilisées pour contrôler le devenir des hiPSC. Mais les molécules capables de désactiver directement les gènes de signalisation souhaités n'ont pas été trouvées. Les protocoles actuellement disponibles impliquent l'introduction de matériel génétique étranger, ce qui peut être dangereux pour les patients.

Junichi Taniguchi et Ganesh Pandian Namasivayam de l'Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) de l'Université de Kyoto au Japon ont construit une molécule synthétique capable de reconnaître et de se lier à une séquence d'ADN spécifique impliquée dans la différenciation des hiPSC en mésoderme, un type de cellule intermédiaire qui peut être stimulé pour se transformer en cellules du muscle cardiaque.

Lorsque la molécule synthétique, appelé PIP-S2, se lie à sa séquence d'ADN cible, il empêche une protéine, appelé SOX2, de se lier au même site. SOX2 est fortement exprimé dans les hiPSC et est responsable de leur maintien dans leur état « pluripotent », ce qui signifie qu'il les empêche de se convertir en d'autres types de cellules. Dans l'étude, PIP-S2 lié à l'ADN, conduisant à la conversion des hiPSCs en mésoderme. L'équipe a ensuite ajouté à la culture cellulaire hiPSC une autre molécule inhibitrice de signalisation qui est un moteur connu de la formation des cellules du muscle cardiaque. Des cellules musculaires cardiaques démontrant la capacité de se contracter et de se rétracter se sont formées sur une période totale de 12 jours.

"A notre connaissance, ce travail rapporte la première molécule synthétique liant l'ADN capable de guider la différenciation des hiPSCs en une lignée cellulaire particulière, " écrit Hiroshi Sugiyama, l'investigateur principal de l'étude publiée dans la revue Recherche sur les acides nucléiques .

Cette stratégie pourrait être utilisée pour concevoir des molécules synthétiques supplémentaires qui ciblent diverses séquences d'ADN, induire les hiPSC à se développer en différents types de cellules, concluent les chercheurs.