Les manipulations in vitro perturbent silencieusement les cellules

22 novembre 2012

Les manipulations conduites in vitro sur les cellules utilisées en thérapie génique modifient l’expression du génome de ces cellules. Ces modifications semblent sans conséquence, mais les chercheurs tentent d’en connaître l’origine exacte afin de modifier les pratiques et de réduire ce phénomène.

Informations complémentaires

Pour en savoir plus sur l’épigénétique, consulter notre dossier d’information et télécharger le dossier du magazine Science & Santé

Toute cellule connaît au cours de sa vie des modifications dites « épigénétiques ». Cela signifie qu’en fonction d’un contexte donné, leurs gènes ne seront pas utilisés de la même façon : certains gènes peuvent ainsi se retrouver muets et d’autres au contraire être davantage exprimés à différentes périodes de la vie ou du cycle cellulaire. Ce phénomène naturel s’accroit lorsque la cellule est sortie de son milieu naturel. C’est par exemple le cas des cellules souches embryonnaires étudiées en laboratoire ou encore des ovocytes prélevés dans le cadre d’une fécondation in vitro.

Les cellules souches hématopoïétiques concernées

Une équipe de l’Inserm (1) qui travaille en partenariat avec le Généthon a voulu savoir ce qu’il en était des cellules souches hématopoïétiques utilisées pour traiter des maladies rares du sang ou du système immunitaire par thérapie génique. « Ces cellules sont prélevées dans la moelle osseuse du patient, purifiées et cultivées in vitro, traitées avec un vecteur viral de type lentivirus transportant le gène sain, thérapeutique, puis réinjectées au patient. Jusque-là, les chercheurs ont beaucoup étudié les conséquences de l’insertion aléatoire d’un gène thérapeutique dans le génome des cellules, mais personne ne s’est intéressé aux modifications épigénétiques éventuelles. Avec Andras Paldi (2) dans mon équipe et en collaboration avec Jörg Tost (3), nous avons voulu savoir ce qu’il en était » confie Anne Galy.

Des modifications subtiles

Les chercheurs ont été surpris de constater que les modifications épigénétiques induites par la manipulation des cellules sont bien plus importantes que prévu. « Avec la méthode utilisée, nous observons des changements de méthylation de l’ADN dans près de 200 gènes lors de la culture et de l’activation des cellules in vitro, et dans environ 900 gènes après la mise en contact avec le vecteur viral » décrit la chercheuse. Ces changements chimiques sont la marque de modifications épigénétiques : elles entraînent en effet des variations dans le niveau d’expression des gènes concernés.

A ce jour, les chercheurs ne connaissent pas précisément l’origine de ce phénomène, ni ses conséquences. Toutefois, ils constatent qu’il s’agit de « modifications subtiles puisque l’apparence des cellules ne change pas, ni leur fonction, telle que globalement attendue » explique Anne Galy. « Les premiers essais de thérapie génique chez des patients atteints du syndrome de Wiskott-Aldrich (4) montrent d’ailleurs que la manipulation ex vivo des cellules souches hématopoïétiques avec des vecteurs lentiviraux donne des résultats encourageants » ajoute-t-elle.

Pas d’inquiétude donc à ce stade, mais les chercheurs vont aller plus loin pour connaître l’impact réel des manipulations comparé à un bruit de fond normalement observé dans ces cellules, observer ce qui se passe avec d’autres vecteurs viraux, tenter de comprendre l’origine de ces modifications et, surtout, développer des méthodes de manipulations moins perturbatrices pour les cellules.


Notes :
(1) Unité Inserm 951, Immunologie moléculaire et biothérapies innovantes, Généthon, Evry
(2) Professeur à l’Ecole pratique des hautes études
(3) Centre National de Génotypage (CEA-IG)
(4) Le syndrome de Wiskott-Aldrich est un déficit immunitaire héréditaire rare, caractérisée par un taux anormalement bas de plaquettes sanguines.

Source :
Yoshiaki Yamagata et coll. Lentiviral Transduction of CD34+ Cells Induces Genome-Wide Epigenetic Modifications. PLoS ONE 7(11): e48943. doi:10.1371

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