Létape suivante consistait à recruter des femmes disposées à fournir des ovules à utiliser dans la procédure de clonage et à collecter également des cellules dindividus à cloner (les donneurs). Le processus de clonage semble simple, mais le succès dépend de nombreux petits facteurs, dont certains Je ne comprends pas encore. Dans la technique de base du transfert nucléaire, les scientifiques utilisent une aiguille extrêmement fine pour aspirer le matériel génétique dun œuf mature. Ils injectent ensuite le noyau de la cellule du donneur (ou parfois une cellule entière) dans lœuf énucléé et incubent dans des conditions spéciales qui l’incitent à se diviser et à grandir.

Nous avons trouvé des femmes disposées à fournir des œufs de façon anonyme à utiliser dans nos recherches en plaçant des publicités dans des publications de la région de Boston . Nous nacceptons que les femmes âgées de 24 à 32 ans qui ont au moins un enfant. Fait intéressant, notre proposition a attiré un sous-ensemble de femmes différent de celles qui pourraient autrement fournir des ovules à des couples infertiles pour une utilisation dans la fécondation in vitro. Les femmes qui ont répondu à nos publicités étaient motivées à donner leurs œufs pour la recherche, mais beaucoup nauraient pas été intéressées à utiliser leurs œufs pour générer un enfant quelles ne verraient jamais. (Les donneurs ont été recrutés et les œufs ont été collectés par une équipe dirigée par Ann A. Kiessling-Cooper de Duncan Holly Biomedical à Somerville, Massachusetts. Kiessling faisait également partie des délibérations concernant les questions éthiques liées aux contributeurs dœufs.)

Nous avons demandé aux contributeurs potentiels dovules de se soumettre à des tests psychologiques et physiques, y compris le dépistage des maladies infectieuses, pour sassurer que les femmes étaient en bonne santé et que leur apport dovules ne les nuirait pas. Nous nous sommes retrouvés avec 12 femmes qui étaient de bonnes candidates pour fournir des œufs. Entre-temps, nous avons effectué des biopsies cutanées de plusieurs autres individus anonymes pour isoler des cellules appelées fibroblastes à utiliser dans la procédure de clonage. Notre groupe de donneurs de fibroblastes comprend des personnes dâges différents qui sont généralement en bonne santé ou qui souffrent dun trouble tel que le diabète ou une lésion de la moelle épinière, les types de personnes susceptibles de bénéficier du clonage thérapeutique.

Notre première tentative de clonage a eu lieu en juillet dernier. . Le moment choisi pour chaque tentative dépendait des cycles menstruels des femmes qui donnaient des ovules; les donneurs ont dû prendre des injections dhormones pendant plusieurs jours afin de pouvoir ovuler une dizaine dovules à la fois au lieu dun ou deux normalement.

Nous avons eu une lueur de succès dans le troisième cycle de tentatives lorsque le le noyau dun fibroblaste injecté a semblé se diviser, mais il ne sest jamais clivé pour former deux cellules distinctes. Donc, dans le cycle suivant, nous avons décidé de prendre le virage utilisé par Teruhiko Wakayama et ses collègues, les scientifiques qui ont créé les premières souris clonées en 1998 (Wakayama était alors à lUniversité dHawaï et est maintenant à Advanced Cell Technology.) nous avons injecté à certains œufs des noyaux de fibroblastes cutanés comme dhabitude, nous avons injecté à dautres des cellules ovariennes appelées cumulus qui nourrissent généralement des œufs en développement dans lovaire et que lon peut trouver encore accrochées aux œufs après lovulation. Les cellules cumulus sont si petites quelles peuvent être injectées entières. En fin de compte, il a fallu un total de 71 œufs de sept volontaires avant que nous puissions générer notre premier embryon précoce cloné. Sur les huit œufs que nous avons injectés avec des cellules cumulus, deux se sont divisés pour former des embryons précoces de quatre cellules et un a progressé jusquà au moins six cellules avant larrêt de la croissance.

Parthénogenèse

NOUS AVONS ÉGALEMENT CHERCHÉ DE DÉTERMINER si nous pourrions amener les ovules humains à se diviser en embryons précoces sans être fécondés par un sperme ou énucléés et injectés avec une cellule de donneur. Bien que les ovules matures et les spermatozoïdes ne possèdent normalement que la moitié du matériel génétique dune cellule corporelle typique, pour empêcher un embryon davoir un double ensemble de gènes après la conception, les œufs divisent par deux leur complément génétique relativement tard dans leur cycle de maturation. Sils sont activés avant cette étape, ils conservent toujours un ensemble complet de gènes.

Cellules souches dérivées de ces cellules activées par la parthénogénèse il est peu probable quils soient rejetés après la transplantation car ils seraient très similaires aux propres cellules dun patient et ne produiraient pas de nombreuses molécules qui ne seraient pas familières au système immunitaire de la personne. (Elles ne seraient pas identiques aux cellules individuelles en raison du brassage génétique qui se produit toujours lors de la formation des ovules et du sperme.) De telles cellules pourraient également soulever moins de dilemmes moraux pour certaines personnes que les cellules souches dérivées dembryons précoces clonés.

Dans un scénario, une femme atteinte dune maladie cardiaque pourrait avoir ses propres ovules collectés et activés en laboratoire pour produire des blastocystes. Les scientifiques pourraient alors utiliser des combinaisons de facteurs de croissance pour amener les cellules souches isolées des blastocystes à devenir des cellules musculaires cardiaques se développant dans des plats de laboratoire qui pourraient être réimplantées dans la femme pour réparer une zone malade du cœur. Utiliser une technique similaire, appelée androgénèse, pour créer des cellules souches pour traiter un homme serait plus délicat. Mais cela pourrait impliquer le transfert de deux noyaux du sperme de lhomme dans un ovule contributif qui avait été dépouillé de son noyau.

Des chercheurs ont précédemment signalé avoir incité les œufs de souris et de lapins à se diviser en embryons en les exposant à différents produits chimiques ou des stimuli physiques tels quun choc électrique. Dès 1983, Elizabeth J. Robertson, qui travaille maintenant à lUniversité de Harvard, a démontré que les cellules souches isolées dembryons parthénogénétiques de souris pouvaient former une variété de tissus, y compris des nerfs et des muscles.

Dans nos expériences de parthénogenèse, nous avons exposé 22 œufs à des produits chimiques qui ont modifié la concentration datomes chargés appelés ions à lintérieur des cellules. Après cinq jours de culture dans des boîtes de culture, six œufs sétaient transformés en ce qui semblait être des blastocystes, mais contenaient de manière non claire la soi-disant masse cellulaire interne qui produit des cellules souches.

Pourquoi nous lavons fait

NOUS SOMMES AVEILLÉS POUR LE JOUR où nous pourrons proposer le clonage thérapeutique ou la thérapie cellulaire issue de la parthénogenèse aux patients malades. Actuellement, nos efforts se concentrent sur les maladies des systèmes nerveux et cardiovasculaire et sur le diabète, les maladies auto-immunes et les maladies du sang et de la moelle osseuse.

Une fois que nous serons capables de dériver des cellules nerveuses à partir dembryons clonés, nous espérons non seulement guérir les moelles épinière endommagées, mais aussi traiter les troubles cérébraux tels que la maladie de Parkinson, dans laquelle la mort des cellules cérébrales qui fabriquent une substance appelée la dopamine entraîne des tremblements et une paralysie incontrôlables. La maladie dAlzheimer, les accidents vasculaires cérébraux et lépilepsie cèdent également à une telle approche.

Outre les cellules des îlots pancréatiques productrices dinsuline pour le traitement du diabète, les cellules souches dembryons clonés pourraient également être poussées à devenir des cellules du muscle cardiaque en tant que thérapies pour le cœur congestif échec, arythmies et tissus cardiaques marqués par des crises cardiaques.

Une application potentiellement encore plus intéressante pourrait impliquer dinciter les cellules souches clonées à se différencier en cellules du sang et de la moelle osseuse. Les maladies auto-immunes telles que la sclérose en plaques et la polyarthrite rhumatoïde surviennent lorsque les globules blancs du système immunitaire, qui proviennent de la moelle osseuse, attaquent les propres tissus du corps. Des études préliminaires ont montré que les patients cancéreux qui avaient également des maladies auto-immunes ont obtenu un soulagement des symptômes auto-immunes après avoir reçu des greffes de moelle osseuse pour remplacer leur propre moelle qui avait été tuée par une chimiothérapie à haute dose pour traiter le cancer. Les perfusions de cellules souches hématopoïétiques ou hématopoïétiques peuvent «redémarrer» le système immunitaire des personnes atteintes de maladies auto-immunes.

Mais les cellules clonées ou celles générées par la parthénogenèse sont-elles normales? Seuls les tests cliniques des cellules montreront en fin de compte si ces cellules sont suffisamment sûres pour une utilisation de routine chez les patients, mais nos études sur des animaux clonés ont montré que les clones sont sains. Dans le numéro du 30 novembre 2001 de Science, nous avons rendu compte de notre succès à ce jour avec le clonage de bétail. Sur 30 bovins clonés, six sont morts peu de temps après la naissance, mais les autres ont eu des résultats normaux aux examens physiques et les tests de leur système immunitaire montrent quils ne diffèrent pas des bovins ordinaires. Deux des vaches ont même donné naissance à des veaux en bonne santé.

Le processus de clonage semble également réinitialiser « lhorloge de vieillissement » des cellules clonées, de sorte que les cellules semblent plus jeunes à certains égards que les cellules dont elles ont été clonés. En 2000, nous avons signalé que les télomères les coiffes aux extrémités des chromosomes des veaux clonés sont aussi longues que celles des veaux témoins. Les télomères raccourcissent normalement ou sont endommagés à mesure que lorganisme vieillit. Le clonage thérapeutique peut fournir de «jeunes» cellules pour une population vieillissante.

Un rapport de juillet dernier de Rudolf Jaenisch du Whitehead Institute for Biomedical Research à Cambridge, Mass., Et ses collègues a attiré beaucoup dattention car il a trouvé -appelés défauts dimpression chez les souris clonées. Limpression est un type de timbre placé sur de nombreux gènes chez les mammifères qui modifie la façon dont les gènes sont activés ou désactivés selon que les gènes sont hérités de la mère ou du père. Le programme dimpression est généralement « réinitialisé » pendant le développement embryonnaire.

Bien que limpression semble jouer un rôle important chez la souris, personne ne sait encore à quel point le phénomène est important pour lhomme.De plus, Jaenisch et ses collègues nont pas étudié les souris clonées à partir de cellules prélevées sur le corps dadultes, telles que les fibroblastes ou les cellules cumulus. Au lieu de cela, ils ont examiné des souris clonées à partir de cellules embryonnaires, ce qui pourrait être plus variable. Des études montrant que lempreinte est normale chez des souris clonées à partir de cellules adultes sont actuellement sous presse et devraient être publiées dans la littérature scientifique dici quelques mois.

En attendant, nous poursuivons nos expériences de clonage thérapeutique pour générer des embryons humains clones ou produits par parthénogénèse qui donneront des cellules souches. Les scientifiques ont seulement commencé à exploiter cette ressource importante.

LES AUTEURS:

JOSE B. CIBELLI, ROBERT P. LANZA et MICHAEL D.WEST sont vice-président de la recherche, vice-président de développement médical et scientifique, et président et chef de la direction, respectivement, dAdvanced Cell Technology, une société de biotechnologie privée de Worcester, dans le Massachusetts. Cibelli a reçu son DVM de lUniversité de La Plata en Argentine et son doctorat. de lUniversité du Massachusetts à Amherst. Ses recherches ont mené à la création des premiers veaux génétiquement modifiés clonés en 1998. Lanza est titulaire dun doctorat en médecine de lUniversité de Pennsylvanie. Il est un ancien chercheur Fulbright et est lauteur ou léditeur de nombreux livres populaires et scientifiques, y compris le texte Principles of Tissue Engineering. West détient un doctorat. de Baylor College of Medicine et sintéresse particulièrement au vieillissement et aux cellules souches. De 1990 à 1998, il a été fondateur, directeur et vice-président de Geron Corporation à Menlo Park, en Californie, où il a lancé et géré des programmes de recherche sur la biologie des télomères (les extrémités des chromosomes, qui rétrécissent au cours du vieillissement) et leffort pour en dériver cellules souches embryonnaires humaines. Carol Ezzell est rédactrice et éditrice.

PLUS À EXPLORER:

Perspectives dutilisation du transfert nucléaire dans la transplantation humaine.Robert P. Lanza, Jose B. Cibelli et Michael D West dans NatureBiotechnology, Vol. 17, n ° 12, pages 11711174; Décembre 1999.

La validité éthique de lutilisation du transfert nucléaire en transplantation humaine. Robert P. Lanza et coll. dans Journal of the American Medical Association, Vol. 284, n ° 24; 27 décembre 2000.

Les débats sur la recherche sur les embryons humains: la bioéthique dans le vortex de la controverse. Ronald M. Green. Oxford University Press, 2001.

Le texte intégral de notre article dans e-biomed: The Journal of Regenerative Medicine peut être consulté sur www.liebertpub.com/ebi