Avancées dans la génération de cellules dendritiques à partir de cellules souches

Les Cellules dendritiques (DC) sont des cellules immunitaires spéciales qui jouent un rôle crucial dans l'activation des Cellules T, importantes pour défendre notre corps contre les maladies. On les trouve dans plusieurs parties de notre corps, y compris les ganglions lymphatiques. Elles aident le système immunitaire à reconnaître et à répondre aux infections ou au cancer en présentant des morceaux de protéines (antigènes) aux cellules T. Les DC peuvent présenter ces antigènes de deux manières : par présentation conventionnelle et par présentation croisée. La présentation croisée est particulièrement importante parce qu'elle permet aux DC de présenter des antigènes étrangers aux cellules T CD8+, vitales pour lutter contre le cancer et les virus.

Les vaccins basés sur les DC ont montré des promesses pour traiter des cancers agressifs, comme le mélanome et les gliomes. Ce potentiel fait des cellules dendritiques un objectif pour les chercheurs qui cherchent à développer des thérapies efficaces contre le cancer.

#Types de cellules dendritiques

Parmi les différents types de cellules dendritiques, le sous-ensemble DC1 conventionnel (cDC1) se démarque. Ce type de cellule dendritique a une capacité unique à présenter des antigènes tumoraux aux cellules T CD8+ de manière efficace. Les recherches montrent que les cellules cDC1 sont plus efficaces pour activer les cellules T CD8+ que d'autres types de cellules dendritiques. Cependant, utiliser des cellules cDC1 en clinique est compliqué à cause de leur faible nombre dans le sang et de leur courte durée de vie.

Actuellement, la manière la plus courante de créer des cellules dendritiques de qualité clinique est de transformer des monocytes, un type de globules blancs, en cellules dendritiques. Ce processus implique d'isoler les monocytes du sang et de les traiter avec des facteurs de croissance spécifiques pendant plusieurs jours pour produire des cellules dendritiques dérivées de monocytes (MoDC). Ces cellules transformées ont une forme dendritique typique et expriment des molécules importantes qui aident à activer les cellules T. Cependant, produire suffisamment de MoDC pour un usage pratique est limité par le petit nombre de monocytes pouvant être extraits des donneurs.

#Sources alternatives pour les cellules dendritiques

Une source alternative de cellules dendritiques est les cellules souches hématopoïétiques CD34+ prélevées dans le sang de cordon. Ces cellules souches peuvent se différencier en plusieurs types de cellules dendritiques. Cependant, produire un nombre suffisant de cellules dendritiques à partir de ces sources reste un défi à cause de l'efficacité limitée du processus.

Les Cellules souches pluripotentes offrent aussi un autre moyen de créer des cellules dendritiques. Deux méthodes principales impliquent l'utilisation de corps embryonaires pour produire des cellules souches hématopoïétiques, puis les différencier en cellules dendritiques. La première méthode produit des cellules sans utiliser de cellules nourricières, ce qui donne un processus plus simple mais qui génère surtout des cellules de type monocyte ou cDC2. La deuxième méthode utilise des cellules stromales de souris, qui peuvent créer un pourcentage élevé de cDC1 mais introduit des complications potentielles à cause de l'utilisation de cellules animales.

#Objectifs de recherche

Cette étude visait à créer un moyen plus efficace de générer des cellules dendritiques humaines à partir de cellules souches pluripotentes, en se concentrant sur une approche sans cellules nourricières. L'objectif était d'améliorer le rendement des cellules dendritiques en amplifiant le nombre de cellules progénitrices disponibles pour la différenciation.

#Lignes cellulaires et considérations éthiques

Toute recherche impliquant des cellules humaines suit des directives éthiques strictes établies par un comité d'éthique d'une université locale. L'étude a utilisé des cellules de sang de cordon primaires obtenues auprès d'une banque de sang réputée et deux lignées de cellules souches pluripotentes humaines déjà établies.

#Entretien et expansion des cellules souches

Les cellules souches pluripotentes étaient cultivées dans un milieu spécifique sous des conditions contrôlées. Elles recevaient régulièrement du milieu frais et étaient passées lorsqu'elles atteignaient une certaine densité pour rester en bonne santé et en croissance.

#Création de corps embryonaires pour la différenciation

Pour créer des corps embryonaires (EB), les cellules souches étaient détachées et mélangées avec un milieu qui favorise la différenciation. Suivant un protocole défini, ces amas cellulaires étaient cultivés dans des conditions spécifiques qui encourageaient la croissance des corps embryonaires. Au fur et à mesure que la culture progressait, des cellules commençaient à émerger des EBs, représentant des cellules hématopoïétiques précoces.

#Expansion des cellules progénitrices

Les cellules progénitrices émergentes étaient ensuite collectées et placées dans un milieu d'amplification pour favoriser leur croissance. Cette étape était cruciale pour augmenter le nombre total de cellules disponibles pour une différenciation ultérieure en cellules dendritiques.

#Différenciation en cellules dendritiques

Après que les cellules progénitrices aient été étendues, elles étaient transférées dans un milieu différent conçu pour favoriser la différenciation en cellules dendritiques. Ce processus impliquait de remplacer soigneusement une partie du milieu par du milieu frais contenant des facteurs de croissance spécifiques pour encourager le développement des cellules dendritiques.

#Cellules dendritiques dérivées du sang de cordon

L'étude a également exploré la génération de cellules dendritiques à partir de cellules souches CD34+ extraites du sang de cordon. Un processus de sélection spécifique a été suivi pour enrichir ces cellules, qui ont ensuite été amplifiées et différenciées en utilisant une approche sur mesure pour produire des cellules dendritiques.

#Cytométrie en flux et caractérisation

La cytométrie en flux a été utilisée pour analyser les cellules à différentes étapes. Cette technique a permis aux chercheurs d'évaluer la présence de marqueurs spécifiques définissant différents types de cellules dendritiques. Trier et collecter les bons sous-ensembles de cellules était essentiel pour comprendre leurs caractéristiques et s'assurer qu'elles étaient adaptées à une étude plus approfondie.

#Stimulation des cellules dendritiques

Après la génération des cellules dendritiques, elles ont été soumises à une stimulation avec des activateurs immunitaires connus. Ces expériences visaient à évaluer à quel point les cellules dendritiques pouvaient réagir aux stimuli et activer d'autres cellules immunitaires, pour mieux comprendre leurs capacités fonctionnelles.

#Séquençage d'ARN pour l'analyse de l'expression génique

Pour enquêter sur le profil génétique des cellules dendritiques, un séquençage d'ARN a été effectué. Cette analyse a aidé à identifier quels gènes étaient actifs dans les cellules et comment ils se comparaient à d'autres cellules dendritiques dérivées de différentes sources.

#Comparaison des cellules dendritiques dérivées de iPSC avec d'autres sources

La recherche a mis en évidence des différences entre les cellules dendritiques générées à partir de cellules souches pluripotentes et celles provenant de sang de cordon ou d'autres sources. Bien que les cellules filles aient exprimé de nombreux marqueurs associés aux cellules dendritiques, elles présentaient aussi une identité mixte qui ne correspondait pas pleinement à un type de cellule dendritique existant.

#Tests fonctionnels des cellules dendritiques

L'étude a également évalué les capacités fonctionnelles des cellules dendritiques en testant leur capacité à sécréter des cytokines après stimulation. Les résultats ont montré que ces cellules pouvaient répondre à des stimuli immunitaires de manière similaire à d'autres cellules dendritiques connues, suggérant leur efficacité potentielle dans les réponses immunitaires.

#Conclusion

Cette recherche présente une méthode nouvelle et améliorée pour générer des cellules dendritiques à partir de cellules souches pluripotentes. En amplifiant le nombre de cellules progénitrices et en utilisant une approche sans cellules nourricières, le rendement de cellules dendritiques peut être significativement augmenté. Ce développement est prometteur pour des applications futures en immunothérapies et vaccins, surtout compte tenu des limites associées à l'utilisation de monocytes ou de cellules dérivées du sang de cordon.

#Directions futures

La recherche en cours vise à affiner les méthodologies pour générer des cellules dendritiques, en se concentrant sur l'amélioration de leurs propriétés fonctionnelles. L'objectif est de développer des thérapies basées sur les cellules efficaces pour traiter diverses maladies, y compris le cancer, en veillant à ce que les cellules dendritiques générées soient non seulement abondantes mais aussi pleinement capables de fonctionner dans le système immunitaire.

#Résumé

Les cellules dendritiques sont des acteurs essentiels de notre défense immunitaire, et améliorer leur production à partir de cellules souches pourrait avoir des impacts significatifs sur la médecine et les thérapies. En exploitant le potentiel des cellules souches pluripotentes, les chercheurs espèrent créer un approvisionnement abondant en cellules dendritiques fonctionnelles qui pourraient conduire à de meilleurs traitements pour des maladies graves comme le cancer.