Le "National Heart, Lung, and Blood Institute" (NHLBI) [1] a annoncé le financement pendant cinq ans pour un montant de 76 millions de dollars d'un nouveau programme appelé "Next Generation Genetic Association Studies" visant à utiliser de nouveaux outils cellulaires, moléculaires et génétiques pour étudier le lien entre variations génétiques et maladies. Le programme supportera entre cinq et huit bourses de recherche ("grants").
Les études génomiques ont permis d'identifier des variants génétiques associées aux maladies les plus communes, mais n'en ont pas dévoilé complètement les causes sous-jacentes. Pour surmonter cette limite, le programme du NHLBI mettra en place une approche progressive pour étudier comment les variants génétiques identifiés grâce aux études génomiques (Genome Wide Association Study GWAS) influencent les phénotypes moléculaires dans des modèles cellulaires de maladies.
Ces modèles cellulaires utiliseront des cellules souches pluripotentes induites (iPS) [2]. Les dernières avancées de la recherche dans le domaine de la biologie des cellules souches permettent l'obtention de cellules iPS facilement à partir de tissus humains (par exemple, les fibroblastes de la peau, les cellules sanguines et les kératinocytes des cheveux). Ces cellules différenciées sont potentiellement utilisables comme modèles de maladies pour des tests thérapeutiques ou des examens toxicologiques. Néanmoins, les protocoles de création de cellules iPS à partir de cellules somatiques et les protocoles de différenciation des cellules iPS ne sont pas encore prêts pour une production de ces cellules à haut débit. Le but du programme du NHLBI est donc d'améliorer ces technologies et de développer des types cellulaires d'iPS associés à d'autres pathologies cardiovasculaires, pulmonaires et d'origine sanguine.
Les candidats devront soumettre une demande unique organisée en trois phases :
Phase I : Développer des technologies pour produire des cellules souches pluripotentes induites (iPS) à partir d'échantillons humains (fibroblastes, kératinocytes, cellules sanguines...) et réaliser une différentiation de ces cellules iPS en tissus utilisables pour l'étude des maladies cardiaques, pulmonaires, sanguines et neurologiques.
Phase II : Rendre plus efficace la collecte des tissus, la différenciation cellulaire et le profilage des échantillons. Les échantillons tissulaires doivent pouvoir être obtenus à partir de populations humaines vivantes et sur des centaines ou des milliers d'individus. Les tests pour la différenciation cellulaire et les tests de profilage cellulaire doivent être pertinents, reproductibles, économiques, et se prêter à la mise en oeuvre à haut débit.
Phase III : Mettre en application les technologies développées pendant les phases I et II (reprogrammation cellulaire, profilage moléculaire, dosages physiologiques et biochimiques) sur les échantillons obtenus à partir de la population, et intégrer ces résultats avec les données génomiques actuelles (Genome Wide Association Study (GWAS), séquençage, gènes candidats...). Ces résultats permettront d'évaluer comment les variations génétiques humaines influencent les activités des réseaux biologiques dans des modèles cellulaires de maladies.
Les candidats proposeront ainsi des phases I à III ou des phases II à III en fonction de l'état actuel des avancées de leurs travaux en production de cellules IPS et en différenciation cellulaire, qui seront nécessaires pour répondre à des objectifs spécifiques. Les équipes de recherche candidates devront être multidisciplinaires et formées d'experts en biologie des cellules souches, médecine clinique, épidémiologie, génétique des populations, bioinformatique, modélisation des réseaux, biologie cellulaire, génomique et profilage moléculaire.
Ainsi, l'analyse intégrée des données récoltées aidera à décrypter certains réseaux et voies moléculaires associées à des variants génétiques spécifiques qui conduisent à une maladie particulière. Les représentants du NHLBI expliquent ainsi que "ces recherches permettront de développer une prévention efficace et des stratégies thérapeutiques pour les maladies communes et rare du coeur, du poumon, du sang, et les maladies du sommeil".
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[1] Le "National Heart, Lung, and Blood Institute" (NHLBI), doté d'un budget de 3 milliards de dollars, conduit et supporte les recherches sur les causes, le diagnostic, le traitement et la prévention des maladies sanguines, cardiaques, pulmonaires et les troubles du sommeil. L'institut encadre également des campagnes de santé publique dans les domaines de la santé des enfants, de la santé des femmes, et des maladies du coeur.
[2] Les cellules iPS sont des cellules souches pluripotentes, dérivées de cellules somatiques adultes par l'expression induite d'une combinaison de facteurs de transcription dont l'expression disparaît naturellement au cours de la différenciation. Les cellules souches pluripotentes induites ainsi créées ont alors le potentiel de redonner naissance à tous les types de tissus de l'organisme et possèdent de nombreuses analogies avec les lignées de cellules souches embryonnaires existantes.