Des cellules iPS issues de deux vrais jumeaux dont l’un est porteur de trisomie 21

En 2018, les médecins de l’Institut Jérôme Lejeune ont observé la naissance de deux vrais jumeaux, au patrimoine génétique identique. Ou presque. En effet l’un des deux frères est porteur de trisomie 21, l’autre non. Une situation exceptionnelle qui a conduit au lancement du projet COLIBRI dont l’objectif est de comprendre l’impact de la trisomie 21 sur le développement et sur l’expression des gènes.

Une étape importante de ce projet a été franchie l’été dernier avec la génération de cellules souches pluripotentes induites (iPS) à partir de cellules de ces jumeaux. Une ressource particulièrement intéressante pour la recherche.

BioJel, un centre de ressources biologiques

Le projet a été initié grâce au CRB-BioJeL, le centre de ressources biologiques de l’Institut Jérôme Lejeune, ouvert en 2008 avec le soutien de la Fondation Jérôme Lejeune (cf. Labellisation de l’Institut Lejeune : la reconnaissance de l’« excellence remarquable » des soins pratiqués). Cette bio-banque spécialisée gère et met à disposition des chercheurs des collections d’échantillons biologiques provenant des patients porteurs de déficiences intellectuelles d’origine génétique.

Peu de temps après son arrivée en 2019, Marie Vilaire, responsable du CRB, propose de se former à la génération de cellules iPS à partir des échantillons du laboratoire BioJeL. Les cellules iPS, reprogrammées à partir de cellules du corps humain (du sang ou de la peau, par exemple), possèdent la capacité de se différencier en n’importe quel type cellulaire de l’organisme. La technique a révolutionné la recherche fondamentale depuis sa découverte par le Pr Yamanaka en 2006 (cf. Shinya Yamanaka : « je veux trouver un moyen d’éviter d’utiliser des embryons humains »). Elle permet notamment de modéliser des tissus inaccessibles, comme des neurones, ou encore des cellules porteuses de maladies, afin d’évaluer sur elles l’effet de nouveaux médicaments. Elle offre aussi une alternative éthique à la recherche sur l’embryon humain (cf. Thérapie cellulaire contre le diabète : les CSEh sous les projecteurs, les iPS passées sous silence). C’est pourquoi la Fondation Jérôme Lejeune a largement contribué à faire connaître et à promouvoir cette technique (cf. Recherche sur l’embryon : « ce qui « entrave » certaines recherches, ce sont des interdits légaux »).

Comme deux colibris

L’idée de Marie Vilaire est vite acceptée et elle démarre une formation pour acquérir la technique de génération de cellules iPS afin de la développer au sein de BioJeL, à partir de cellules de patients porteurs de trisomie 21. Mais l’intérêt du projet redouble, quand on envisage de générer ces iPS à partir de cellules de la peau de Gabriel et Christian, deux frères jumeaux monozygotes – issus de la même cellule-œuf – patients de l’Institut. Christian est porteur de trisomie 21 et Gabriel ne l’est pas : leur patrimoine génétique est rigoureusement le même, à l’exception du chromosome surnuméraire de Christian. Le cas est d’une exceptionnelle rareté et offre aux chercheurs une possibilité inédite : pour comprendre les spécificités de la trisomie 21, c’est le « contrôle » parfait[1].

C’est ainsi qu’est né le projet COLIBRI, officiellement lancé en 2022 et entièrement financé par la Fondation Jérôme Lejeune. Le nom n’a pas été choisi au hasard par l’équipe recherche : « Les colibris sont les plus petits oiseaux du monde, et ils volent à l’envers. Aucun autre oiseau ne fait ça ! Ces tout petits garçons avaient eux aussi des caractéristiques très spéciales… », explique Marie Vilaire.

Comprendre comment la trisomie 21 influence concrètement le développement humain

Au-delà de la production des cellules iPS, le projet COLIBRI englobe un suivi clinique complet, afin de corréler l’expression des gènes à l’évolution réelle de l’enfant. Il s’agit de mettre en lumière la manière dont la trisomie 21 influence concrètement le développement humain.

L’un des aspects intéressants du projet réside aussi dans l’étude de l’épigénétique, c’est-à-dire de la façon dont certains gènes sont activés ou désactivés au fil du temps, sous l’influence de l’environnement et de facteurs biologiques (cf. Epigénétique : jusqu’à quel point l’environnement nous influence). Grâce à la rareté exceptionnelle de cette paire de jumeaux monozygotes, les chercheurs peuvent ainsi distinguer avec une grande précision ce qui relève du chromosome supplémentaire et ce qui résulte de l’expérience individuelle de chaque enfant.

Le projet inclut également une paire de jumeaux dizygotes, issus de deux cellules-œufs différentes. Bien que moins strictement comparables, les données issues des faux jumeaux inclus dans l’étude offrent un complément précieux pour comprendre la variabilité individuelle.

Garantir la fiabilité scientifique de ces lignées uniques

Pour ce qui est des cellules iPS, l’étape majeure a été franchie à l’été 2025 avec la production effective de ces cellules à partir des échantillons de peau des deux jumeaux et la caractérisation des cellules. En effet, elles doivent passer plusieurs tests pour confirmer leurs propriétés : pluripotence, capacité de multiplication et aptitude à se différencier en différents types cellulaires. La qualité de ces lignées est essentielle pour garantir leur fiabilité scientifique et leur utilité future dans la recherche sur la trisomie 21.

Ces cellules iPS suscitent d’ailleurs déjà un grand intérêt chez les chercheurs. En 2025, sans connaître ce projet, 5 équipes de chercheurs ont demandé à bénéficier des ressources biologiques de BioJeL pour créer des iPS avec trisomie 21. Le fait que des iPS aient déjà été générées à partir de jumeaux monozygotes a suscité un vif enthousiasme.

En soutenant le projet COLIBRI et la génération de cellules iPS, la Fondation Jérôme Lejeune a donc anticipé les attentes des chercheurs qui vont pouvoir dès à présent étudier ce cas exceptionnel. Ces lignées uniques leur permettront de mieux comprendre la trisomie 21 et de tester de nouvelles pistes thérapeutiques, tout en s’appuyant sur le contrôle « quasi-identique » que représente les cellules de l’enfant non-trisomique.

« J’avais surtout peur que Christian grandisse dans une société où la différence est souvent mal accueillie »

Elisabeth, maman de Gabriel et Christian, témoigne : « Nous avons découvert la trisomie 21 de Christian à sept mois de grossesse, après le diagnostic d’une cardiopathie. Les jumeaux sont nés une dizaine de jours plus tard, car l’accouchement a dû être déclenché par césarienne ». « Au début, cela a été un choc, raconte-t-elle ; j’avais surtout peur que Christian grandisse dans une société où la différence est souvent mal accueillie. En réalité, depuis sa naissance, il a été choyé par tous », se réjouit Elisabeth.

« Au début, nous pensions que nos garçons ne pouvaient être que dizygotes. Ce n’est qu’à l’Institut Jérôme Lejeune que nous avons appris qu’ils étaient monozygotes, ce que mon instinct maternel me soufflait déjà, confesse la maman. Leur complicité était si touchante : ils faisaient tout ensemble, dormaient, mangeaient en même temps… J’ai adoré avoir des jumeaux. » « Participer au projet de recherche nous a semblé naturel : nous sommes heureux de pouvoir faire avancer la connaissance sur la trisomie 21, explique Elisabeth . Les médecins leur ont offert deux peluches de colibris, auxquelles ils sont restés très attachés. Nous sommes très fiers d’eux. »

[1] En recherche scientifique, un « contrôle » est un élément à utiliser comme référence pour comparer les résultats obtenus avec l’élément étudié. L’idée est de pouvoir distinguer ce qui provient réellement du facteur étudié – par exemple, une maladie, un traitement ou une manipulation génétique – de ce qui pourrait résulter d’autres variables ou du hasard.