Résultats de recherche innovants de BGI sur les cellules qui peuvent faciliter les progrès dans la régénération des organes

Shenzhen, le 22 mars 2022 : Pour la première fois au monde, des scientifiques de BGI-Research, de l'Académie chinoise des sciences et d'un groupe de partenaires ont publié une étude dans Nature, annonçant la découverte d'une méthode rapide, sans transgène et contrôlable pour convertir des cellules souches pluripotentes en cellules totipotentes authentiques semblables à celles de l'étape embryonnaire à 8 cellules, ouvrant la voie à des progrès dans la régénération d'organes et la biologie synthétique.

Les chercheurs de BGI, en collaboration avec une équipe internationale de Chine, du Bangladesh et du Royaume-Uni, ont utilisé les technologies avancées de séquençage monocellulaire de BGI pour aider à convertir des cellules souches pluripotentes, ou une version « adulte » de cellules embryonnaires précoces, en une version plus « juvénile » de cellules qui capturent l'activation du génome zygotique humain et conservent toute la lignée avec un potentiel de développement.

Ces cellules pourraient être utilisées en médecine régénérative à l'avenir pour régénérer les organes humains qui sont devenus malades et réduire la dépendance du monde au don d'organes. Elles peuvent également être utilisées pour générer des blastocystes ou des blastoïdes artificiels. En outre, elles seront utiles pour étudier le développement embryonnaire humain, pour aider à traiter les maladies liées à un développement précoce et également prévenir la perte de grossesse.

Bien que la technologie de conversion de cellules souches pluripotentes en cellules ressemblant à la masse cellulaire interne à l'intérieur du blastocyste existe depuis un certain temps, cette étude montre pour la première fois que des chercheurs établissent des méthodes pour convertir des cellules souches pluripotentes à un stade plus précoce du cycle de développement humain qui correspond à l'embryon à 8 cellules, ce qui aidera à élargir la compréhension du développement embryonnaire humain précoce. Essentiellement, les chercheurs ont pu démontrer que les cellules converties pouvaient créer des cellules placentaires in vivo- la première fois que cela a été fait.

« Les cellules embryonnaires totipotentes semblables à celles de l'étape embryonnaire à 8 cellules recréent l'état embryonnaire d'un œuf fécondé après seulement 3 divisions. Comparées aux cellules souches pluripotentes rapportées, ces cellules peuvent non seulement se différencier en tissu placentaire, mais aussi potentiellement se développer en organes plus matures, apportant de bonnes nouvelles aux millions de patients ayant besoin de transplantations d'organes dans le monde », ont déclaré les auteurs correspondants de l'article, le professeur Miguel A. Esteban, le Dr Md. Abdul Mazid et le Dr Li Wenjuan de l'Académie chinoise des sciences.

« Cette percée est également un parfait exemple de la combinaison de la médecine régénérative et de la technologie de séquençage unicellulaire », a déclaré le Dr Liu Longqi de BGI-Research, un autre auteur correspondant de l'article. « Grâce au profilage multi-omique unicellulaire à grande échelle, l'identification efficace et précise de cellules ou de tissus obtenus in vitro ou in vivo par les technologies des cellules souches accélérera grandement les recherches sur la médecine régénérative. »

Les cellules à ce stade précoce du développement peuvent être décrites comme « totipotentes », ce qui signifie qu'elles ont le potentiel de créer tout type de cellules embryonnaires précoces, qui à leur tour créent les tissus et les organes nécessaires au développement. La recherche s'appuie sur des travaux antérieurs avec des cellules souches pluripotentes au stade du blastocyste, un moment où les cellules ont le potentiel de créer une gamme plus limitée de cellules et de tissus différents.

La percée de l'étude a été facilitée par les progrès de la technologie de séquençage unicellulaire dans laquelle le groupe BGI est un leader mondial. Sa plateforme de séquençage de bibliothèque monocellulaire, combinée à sa technologie de séquençage, permet une analyse monocellulaire étendue et multidimensionnelle avec une sensibilité et une précision élevées à faible coût.

L'équipe internationale responsable de la recherche a prélevé des cellules souches pluripotentes et les a traitées avec un cocktail chimique pour créer les cellules semblables à celles de l'étape embryonnaire à 8 cellules. Entre autres expériences, ces cellules ont été triées et injectées dans une souris pour subir un développement ultérieur, puis analysées à l'aide de l'analyse génomique monocellulaire de BGI. Cette technologie innovante a aidé les scientifiques à identifier et à isoler les cellules cibles semblables à celles de l'étape embryonnaire à 8 cellules et à démontrer leur capacité « totipotente » à créer les cellules impliquées dans la génération du placenta in vivo.

Les progrès réalisés par les chercheurs pourraient éventuellement faire de la régénération d'organes individualisée une réalité. En règle générale, la seule voie disponible pour ceux qui ont besoin d'une transplantation d'organe est de trouver un donneur correspondant. La procédure n'est pas une preuve fallacieuse. Les transplantations peuvent échouer si le sérotype du donneur est trop différent de celui du receveur. Une procédure distincte visant à adapter les organes animaux à la transplantation chez l'homme par l'édition de gènes en est également à ses premiers balbutiements.

Cette réalisation fournit également un nouveau système de recherche in vitro pour la recherche fondamentale sur le développement embryonnaire précoce, nous aide à comprendre la relation entre le développement embryonnaire précoce et l'apparition de la maladie, et est une ressource pour l'étude et le traitement des malformations congénitales et de diverses maladies du développement.

Les institutions de recherche impliquées dans l'étude, publiée dans Nature sous le titre « Rolling back of human pluripotent stem cells to an 8-cell embryo-like stage », comprennent les instituts de biomédecine et de santé de Guangzhou de l'Académie chinoise des sciences, BGI-Research, l'Université de Cambridge, l'Université Jilin de Changqun et l'Université de Rajshahi du Bangladesh. L'étude a obtenu une autorisation éthique avant d'être menée.

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À propos du groupe BGI

Le groupe BGI, pionnier des sciences de la vie, est l'un des leaders mondiaux de la biotechnologie avec des opérations couvrant la recherche, la production et les applications, et avec des partenaires dans plus de 100 pays et régions. Le travail du groupe BGI comprend des découvertes scientifiques révolutionnaires, des recherches innovantes en microbiologie et en biodiversité, des services de tests diagnostiques pour tracer les virus et les maladies, et le développement de technologies de prochaine génération pour le séquençage de gènes à grande échelle. BGI s'est classé premier en Asie-Pacifique et 10^ème au niveau mondial parmi les entreprises pour les articles de recherche scientifique de haute qualité en sciences de la vie dans l'indice de Nature 2021.