III. Une piste pour le futur ?
Nous allons nous pencher sur une piste de solution autre que l'implant cochléaire à une perte auditive aujourd'hui incurable
(dans la mesure où l'implant ne soigne pas mais remplace)
Alors que quelques vertébrés ont la capacité à régénérer leurs cellules ciliées après qu'elles aient été endommagées ou détruites, les mammifères n'ont qu'une capacité très limitée à remplacer les cellules ciliées manquantes.
Ainsi chez l'humain la déficience auditive due à la perte de cellules ciliées est définitive.
La recherche visant à remédier à ce problème est très active, et nous avons décidé de parler d'une étude en particulier, qui a attiré notre attention.
L'étude en question a été réalisée par une équipe de chercheurs des départements de Biologie Cellulaire et d'Otorhinolaryngologie de l'Université de Médecine Emory à Atlanta, aux États-Unis.
Cette étude s'est achevée en 2012, mais a été reprise depuis et cette nouvelle étude est toujours en cours, les résultats ne sont pas encore parus dans les journaux scientifiques.
L'étude portait sur le gène Atoh1.
Le gène nommé Atoh1 est un facteur nécéssaire à la différenciation des cellules dites "précurseurs" (différenciées à partir des cellules souches mais pas encore différenciées en cellules spécialisées) en cellules ciliées durant le développement embryonnaire.
Des études précédentes ont montré qu'un apport en la protéine dont Atoh1 dirige la synthèse, nommée Atoh1 également, que noius écrirons en italique pour ne pas les confondre, provoque la génératin de nouvelles cellules ciliées dans la cochlée embryonaire ou néonatale chez les mammifères.
Ici le but était d'étudier les potentiels effets d'Atoh1 sur la cochlée adulte. En effet il a été prouvé que le gène Atoh1 pouvait être passé à un virus inactivé par transgenèse, ce permettant d'envisager une thérapie génique.
Une thérapie génique consiste à introduire dans les cellules d'un être vivant un gène sous forme d'ADN, afin que celui-ci soit exprimé par la cellule. Cela a un but médical : par exemple un individu atteint d'une maladie génétique, due à un allèle malade, pourra exprimer un allèle sain.
Comment introduire un brin d'ADN spécifique dans un nombre important de cellules chez un être vivant ? Grâce à un virus. Car en effet les virus, pour nous infecter, introduisent leur propre ADN dans nos cellules, afin que celles-ci l'expriment et que le virus prolifère. Ainsi en introduisant dans un virus rendu inoffensif (inactivé) la portion d'ADN portant le gène Atoh1, on peut amener un grand nombre de cellules d'un patient à exprimer le gène, et donc potentiellement à régénérer des cellules ciliées.
Tout ceci fonctionne en théorie. Pour observer préalablement les effets de l'expression d'Atoh1 chez un mammifère adulte et dans différentes régions de la cochlée, les chercheurs d'Atlanta on créé de façon complexe, sur plusieurs générations de souris, un modèle de souris transgénique, nommé TgAtoh1, auquel ils peuvent faire exprimer le gène Atoh1 à volonté, et en différents endroits de la cochlée.
Ils ont obtenu la capacité à enclencher à volonté l'expression du gène Atoh1 grâce à la technique dite de régulation par Tétracycline : l'expression du gène est provoquée par l'administration de l'antibiotique tétracycline ou d'un de ses dérivés, en l'occurrence pour cette étude la Doxorubicine.
les résultats ?
L'étude a montré l'efficacité du gène Atoh1 dans la production de cellules ciliées in vivo dans la cochlée adulte des mammifères.
Dans le cas d'un individu adulte, Atoh1 agit sur les cellules "précurseurs" indifférenciées toujours présentes dans les couches cellulaires de l'organe de corti, et même des cellules supportrices, les cellules de Deiters et de Hensen, en provoquant leur différenciation en cellules ciliées.
Le rapport entre la durée de l'expression du gène et l'efficacité de la réhabilitation de la compétence de l'Organe de Corti à fonctionner a été mis en évidence.
La capacité d'Atoh1 à former les cellules ciliées aux bons endroits, suivant le modèle de répartition sur l'Organe de Corti, est également vérifiée. Cependant des cellules ciliées sont parfois apparues sur la paroi où se trouve la strie vasculaire.
Le gène Atoh1 est donc confirmé comme un facteur de différenciation efficient.
Il a même été démontré que le potentiel du gène s'étend au-delà de la seule différenciation des cellules ciliées.
D' "intriguants" effets ne résultant pas d'un processus cellulaire autonome (et étant donc dus forcément à l'expression du gène) ont été observés :
-Des cellules supportrices adjacentes aux cellules ciliées ont égalemen été produites
-Les axones (fibres nerveuses) présentes dans l'Organe de Corti ont spontanément évolué en direction des cellules ciliées produites par Atoh1 et s'y sont rattachées.
Néanmoins tout n'est pas si simple :
L'étude montre que la production de cellules ciliées par différentiation n'est pas efficace de la même façon tout le long de la cochlée ; certaines zones ont une "compétence plus ou moins élevée à la différenciation cellulaire".
L'efficacité de Atoh1 diminue avec l'âge de l'individu. Il est observé que "la compétence à générer des cellules ciliées devient progressivement restreinte lors de la période post-natale, lors de la mise en place de l'audition". Ce "déclin de compétence lié à l'âge" montre la différence existant entre le fait de générer de nouvelles cellules ciliées dans le tissu embryonnaire et néonatal, et générer de nouvelles cellules ciliées dans la cochlée adulte, ce qui serait probablement la cible principale pour une thérapie visant le rétablissement de l'audition.
De plus à la sortie de cette étude, en 2012, l'équipe de chercheurs déplorait "un manque d'outils de génétique et la difficulté technique d'une transfection (amener le gène via un virus) sur de grands nombres de cellules de types spécifiques d'une façon reproductible" qui empêchait une analyse plus exhaustive permettant d'avoir une vision réaliste des capacités d'Atoh1 dans la régénération cellulaire.
Cette recherche a repris depuis, et on peut présumer qu'elle sera plus poussée, notamment grâce aux techniques telles que CRISPR-Cas9 pour l'édition génétique, ou les nanotechnologies permettant d'amener des substances en un point précis du corps (nanomédicaments par exemple).
Ainsi le gène Atoh1 et sa protéine Atoh1 ne sont pas encore totalement compris et leur utilisation médicale semble pour l'instant impossible ; cependant "de nombreuses possibilités pour l'utilisation de Atoh1 dans la régénération des cellules ciliées existent encore".
Parmi les possibilités les plus mises en avant dans la recherche de nouvelles solutions à la surdité se trouve l'idée d'utiliser un système comparable à l'implant cochléaire, ayant toutefois pour objectif de délivrer à la cochlée une médication de type thérapie génique.
