Utilisation des cellules souches humaines à pluripotence induite normales et mutantes pour l’étude et le traitement des surdités génétiques

Chez l’homme, la perte de cellules cochléaires est irréversible et conduit à la surdité neurosensorielle. Le syndrome d’Alström (ALMS) est une maladie génétique, autosomale récessive, caractérisée par de nombreux symptômes dont la surdité. La protéine mutée ALMS1 est responsable de la maladie et cette protéine est exprimée au niveau du centrosome des cellules en prolifération et au corps basal des cellules ciliées et de soutien. Pour développer un modèle cellulaire le plus proche de la pathologie humaine, notre projet est basé sur l’utilisation de cellules souches humaines à pluripotence induite (hiPS) normales ou mutantes. Nous avons généré pour la première fois des hiPS ALMS à partir de fibroblastes de patient ALMS sourds. Les propriétés essentielles d’auto-renouvèlement et de pluripotence de ces cellules ont été validées.Récemment, il a été démontré que les cellules souches embryonnaires humaines (hES) et murines (mES) peuvent se différencier in vitro en cellules cochléaires. A partir de cellules hiPS saines, nous avons développé un protocole de différenciation et obtenu en une population homogène de cellules ayant un parton d’expression protéique et géniques correspondant à celui des progéniteurs otiques (hOSCs). Lorsque ces cellules sont cultivées en présence de cellules nourricières, les hOSCs sont capables de générer des cellules ciliées. Nous avons appliqué le protocole de différenciation aux hiPS ALMS et observé des défauts de prolifération et de cycle cellulaire aux différents stades de différenciation (hiPS, hOSCs et après différenciation).Les résultats obtenus à partir des cellules ALMS différenciées suggèrent que leur potentiel de différenciation en cellules ciliées n’est pas affecté comme suggéré par Jagger et al. et Nodal et al. Cependant, les cellules hOSCs ALMS développe un cil primaire plus court. Nous avons également observé des défauts de proliférations et de cycle cellulaire entre cellules saines et mutées à différents stade de différenciation. Nous avons également remarqué une diminution de cohésion des centrosomes dans les cellules ALMS qui pourrait expliquer la diminution de prolifération et l’arrêt en G1 des hOSCs mutées. Nous émettons l’hypothèse que les progéniteurs otiques mutés entrent en sénescence et qu’un nombre réduit de cellules ciliées se développent correctement. Ces hypothèses permettraient d’expliquer la surdité précoce des patients ALMS.Enfin, pour exclure les biais de différenciation dus à l’origine différentes des cellules hiPS saine et pathologique, nous voulons corriger la mutation présente dans les hiPS par la technique de l’édition du génome (CRISPR/CAS). La génération d’une lignée isogénique à partir d’hiPS ALMS nous permettra de confirmer les phénotypes observés et de les relier à la mutation de la protéine ALMS1. A terme, la génération de la lignée isogénique nous fournira un modèle humain et inépuisable pour l’étude plus approfondie du syndrome d’Alström.