cellules souches

Biologie cellulaire
anneroy
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cellules souches

Messagepar anneroy » 05 oct. 2008, 14:35

Bonjour,
ma question porte sur les cellules souches utilisées en laboratoire pour leur totipotentialité.
- comment obtient-on des cellules souches adultes et sont-elles totipotentes ?
- Où en est l'état des recherches à leur sujet par rapport à l'utilisation qui peut être faite des cellules ES ?
Merci beaucoup pour vos réponses
Anne ROY

-YB-
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Re: cellules souches

Messagepar -YB- » 08 oct. 2008, 00:15

Qu'entendez vous exactement par "cellules souches adultes" ?...

Il existe un vocabulaire foisonnant autour des cellules souches, qui n'est souvent employé que de façon approximative, même par des publications censées être "de référence" (Voir par exemple les ambiguïtés entre l'introduction et les chapitres spécialisés de ce rapport officiel de 2000...)
Je me baserai plutôt sur l'excellent site du NIH concernant les cellules souches, dont je vous recommande la lecture (je sais, c'est en anglais. Mais c'est de l'anglais scientifique... ;)).

La seule cellule capable de donner TOUT un embryon (annexes embryonnaires comprises) est la cellule œuf (+ quelques-unes de ses descendantes, jusqu'à un stade variable selon l'espèce) : c'est la seule cellule totipotente. Avec cette définition, on peut répondre à votre question initiale : les cellules souches adultes ne sont pas totipotentes...

Une cellule souche est une cellule non différenciée, qui est capable d'auto-renouvellement et de différenciation. Cela signifie qu'une cellule souche est capable de division asymétrique : elle peut donner de nouvelles cellules souches et des cellules qui s'engagent dans une différenciation.
On distingue plusieurs types de cellules souches :
- les cellules souches embryonnaires (ES pour Embryonic Stem cells) sont obtenues à partir de la masse embryonnaire d'un blastocyste. Elles sont capables de proliférer très longtemps (en principe indéfiniment, mais personne ne l'a testé... 8-) ) sans dérive génétique et sans se différencier. Ces cellules sont (en principe encore) pluripotentes : en fonction des informations de leur microenvironnement, elles peuvent se différencier et donner n'importe lequel des types cellulaires constituant l'organisme (mais pas les annexes embryonnaires). "Il n'y a qu'à" trouver le cocktail miracle pour obtenir la cellule que l'on veut...
- Les cellules souches adultes sont obtenues à partir de tissus adultes, par mise en culture. Ces cellules, peu abondantes, sont indifférenciées ; elles ont des capacités de prolifération importantes mais limitées (auto-renouvellement limité) ; elles peuvent se différencier en un (cellules unipotentes) ou quelques (cellules multipotentes) types cellulaires caractéristique(s) du tissu qui les renferment. La multipotence est variable selon les cellules-souches, et sa "démonstration" donne souvent lieu à des controverses. On a par exemple suggéré que des cellules souches issue de la moelle osseuse pouvaient participer à la régénération du muscle strié squelettique, sans que l'on sache si ces cellules sont des cellules souches mésenchymateuses capables de multipotence, ou des cellules souches musculaires "stockées" dans la moelle.

Ces cellules sont de très bons modèles d'étude in vitro de la différenciation cellulaire. Dans l'absolu, elles ont des potentialités thérapeutiques en terme de réparation tissulaire par thérapie cellulaire (injection de cellules), ou comme vecteur d'expression de protéines manquantes (injection de cellules génétiquement modifiées). Les articles foisonnent et il est difficile de s'y retrouver. Pour quelques idées très générales :
- les cellules ES ont le gros avantage d'avoir un potentiel prolifératif important, voire... trop important. On peut obtenir une population cellulaire importante, mais si la prolifération continue après implantation, on a peu d'outils pour la contrôler... Leur pluripotentialité est aussi un avantage : on peut obtenir un type cellulaire choisi. Mais dans tous les cas, on implante des cellules (dérivées d'un embryon) dont le génome n'est pas identique à celui du receveur... ce qui peut causer de gros soucis (rejet en particulier).
- les cellules souches adultes ont le gros avantage de posséder le même génome que le receveur en cas d'autogreffe. Par contre, leur utilisation est d'emblée limitée par leurs propriétés (multipotence et prolifération souvent limitée).

Ces données expliquent les recherches faites pour obtenir des cellules souches adultes pluripotentes. Le transfert de noyau somatique dans un cytoplasme d'ovocyte a été un premier pas. Actuellement, il y a un engouement extraordinaire pour les cellules souches pluripotentes induites (iPS cells). Les cellules iPS ont été obtenues pour la première fois en 2006 à partir de cellules de souris adultes en culture, traitées par un cocktail de 4 gènes impliqués dans le maintien de la pluripotentialité des cellules ES (Oct3/4, Sox2) et dans la tumorigénicité (c-Myc, Klf4), ces 4 gènes étant apportés à la cellule par un vecteur rétroviral. Les cellules obtenues montrent des propriétés proches des cellules ES (pluripotence, prolifération importante), bien que les analyses d'expression géniques au niveau génomique réalisées par la suite montrent des différences entre cellules ES et iPS, et entre cellules iPS elles-mêmes. Ces résultats ont été reproduits sur des cellules humaines, mais la façon dont elles sont obtenues (Myc est un facteur tumorigène, et introduire des rétrovirus n'est jamais anodin...) ne permet pas d'envisager l'utilisation thérapeutique de ces cellules. Compte tenu des enjeux économiques, la course actuelle va vers la simplification de ce système (on va actuellement vers deux facteurs dans certains cas) plutôt que vers la compréhension fondamentale... ce qui permet à certains de tirer des sonnettes d'alarme (parfois de façon violente) en rappelant les cas cuisants de fraude scientifique qui ont déjà entaché ce domaine (rappelez-vous l'affaire Hwang...).

En bilan, ces domaines de recherche sont très actifs, mais pour ce qui est de la clinique, on en est encore le plus souvent aux essais sur modèle animal. En fait ces essais, ainsi que les quelques essais humains sont souvent très décevants (mort cellulaire importante des cellules greffées) : les seules cellules cellules souches adultes greffées "en routine" actuellement sont les cellules de la moelle osseuse (et justement... en hétérogreffes : décidément, la biologie aime les paradoxes ! :mrgreen: ).


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