Une série d'études dirigées par le chercheur de l'Université Monash, le professeur agrégé Jose Polo, ont fait la lumière cette semaine sur des éléments vitaux, encore peu clair, aspects de la reprogrammation cellulaire.

Reprogrammation cellulaire, dans lequel un type de cellule peut être transformé en presque n'importe quel autre type de cellule dans le corps humain, révolutionne la médecine. Il donne aux scientifiques la capacité théorique de créer n'importe quel tissu pour réparer des organes endommagés tels que le cœur ou le foie, ou pour une utilisation en transplantation.

En 2006, les chercheurs japonais qui ont fait la découverte lauréate du prix Nobel des cellules souches pluripotentes induites (iPS) ont identifié un ensemble de quatre facteurs de transcription capables de transformer n'importe quelle cellule en cellules iPS. Ces cellules iPS, comme pour les cellules souches embryonnaires, ont le potentiel de produire n'importe quelle cellule du corps, mais en évitant l'utilisation d'embryons ou en risquant d'être rejeté par l'organisme du patient, une limitation de la transplantation.

Pourtant, plus d'une décennie plus tard, on ne comprenait toujours pas exactement comment ces facteurs de reprogrammation fonctionnent.

"Vous n'avez pas besoin de connaître la mécanique pour conduire une voiture d'un point A à un point B, mais si quelque chose ne va pas ou si vous voulez améliorer les performances de la voiture, alors vous avez besoin de savoir comment fonctionne une voiture pour la réparer ou l'améliorer, " a déclaré le professeur agrégé Polo.

Remarquablement, et témoigne de la recherche de classe mondiale entreprise dans son laboratoire, deux des études du professeur agrégé Polo ont été publiées à moins d'une semaine d'intervalle dans des revues réputées de Cell Press, dénicher de nouvelles preuves dans ce mystère de dix ans, tandis qu'une troisième étude connexe a été publiée à la fin du mois dernier dans Méthodes naturelles .

Le Biomedicine Discovery Institute (BDI) de Monash et le professeur agrégé de l'Australian Regenerative Medicine Institute Polo sont un expert dans le domaine des cellules iPS.

La première étude, publié cette semaine dans Rapports de cellule , est le résultat d'une collaboration internationale dirigée par le professeur agrégé Polo et le Dr Owen Rackham de Duke-NUS Singapour. Il s'appuie sur une recherche historique sur les cellules iPS menée par le professeur agrégé Polo en 2012, qui décrit une «feuille de route» de ce qui se passe dans le processus de reprogrammation des fibroblastes (cellules cutanées) en cellules souches.

"Avant notre étude de 2012, c'était une boîte noire sur la façon dont les fibroblastes utilisés pour la reprogrammation sont devenus des cellules iPS - nous avons tracé la feuille de route de ce qui s'est passé, ", a déclaré le professeur agrégé Polo.

Dans ce nouveau travail, l'équipe a constaté que la feuille de route n'était pas la même pour chaque type de cellule.

À l'aide de fibroblastes, les neutrophiles (globules blancs) et les kératinocytes (autre type de cellules de la peau) issus de modèles animaux, les chercheurs ont révélé que la voie menant à la pluripotence dépendait du type cellulaire d'origine.

Le biologiste de Monash BDI Dr Christian Nefzger, co-premier auteur de l'article avec le bioinformaticien Dr Fernando Rossello, a déclaré que les résultats ont des implications importantes pour la recherche.

"L'étude de la façon dont différents types de cellules se transforment en cellules souches pluripotentes a révélé que nous devons regarder à travers différentes lentilles pour comprendre et contrôler de manière globale le processus, " a déclaré le Dr Nefzger.

L'autre étude, publié aujourd'hui dans Cellule souche , dirigé par le professeur agrégé Polo et le professeur Ryan Lister de l'Université d'Australie occidentale, a dévoilé comment les facteurs de transcription de reprogrammation activent ou désactivent des gènes spécifiques, ou les "ouvrir" ou les "fermer".

Les Cellule souche L'étude fournit une explication de la façon dont ces facteurs font leur travail.

Les gènes font partie de la chromatine, un complexe d'ADN et de protéines qui forment des chromosomes dans le noyau cellulaire. Les scientifiques ont pu expliquer les mécanismes à l'origine d'un processus dans lequel les facteurs de reprogrammation pénètrent dans des zones de la chromatine qui s'ouvrent et se ferment.

"Cela a dévoilé des zones de la chromatine et des facteurs de transcription que nous ignorions auparavant comme étant importantes dans la pluripotence, ", a déclaré le professeur agrégé Polo.

"Maintenant que nous savons qu'ils sont importants, nous pouvons étudier ces domaines plus en détail et voir quel rôle ils peuvent jouer dans le développement, régénération ou même cancer, " il a dit.

Co-premier auteur, Le Dr Anja Knaupp de Monash BDI a ajouté :« Grâce à nos analyses moléculaires, nous sommes désormais en mesure de mieux comprendre et par conséquent d'améliorer le processus de reprogrammation qui est essentiel si nous voulons à terme déplacer cette technologie vers des applications cliniques, " a déclaré le Dr Knaupp.

Le professeur agrégé Polo a déclaré que de telles découvertes pourraient ouvrir la voie à l'avenir à la régénération des tissus dans le corps humain plutôt qu'en laboratoire, pour la production de « cellules synthétiques » aux propriétés adaptées aux besoins des chercheurs ou cliniciens, ou pour la production de médicaments qui imitent ces facteurs.

"Chaque couche que nous ajoutons nous aide à faire un pas en avant, " il a dit.

L'article du mois dernier dans Méthodes naturelles caractérisé et établi un protocole pour créer une forme de cellules iPS humaines - des cellules « naïves » - qui ressemblent le plus aux premières cellules d'un embryon humain.