Les cellules souches

Faculté des Sciences
Licence de Biologie Humaine et Technologie de la Santé
Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Responsable module : Pr Halima OUADID-AHIDOUCH
Intervenant : Dr Lise RODAT-DESPOIX
[email protected]
Laboratoire de Physiologie Cellulaire et Moléculaire
JE « Canaux ioniques dans le cancer du sein »
Faculté des Sciences, Bâtiment des Minimes, 1er étage
Faculté des Sciences
Licence de Biologie Humaine et Technologie de la Santé
Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 1: Introduction à l’anatomie et à la physiologie
Chapitre 2: Notion d’embryologie: différentiation tissulaire
Chapitre 3: Classification des tissus
Faculté des Sciences
Licence de Biologie Humaine et Technologie de la Santé
Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 1: Introduction à l’anatomie et à la physiologie
I- Orientation dans l’espace
II- Généralités sur l’anatomie et la physiologie
III- Niveaux d’organisation structurale
I- Orientation dans l’espace
Termes relatifs à l’orientation
• Supérieure (cranial)  Inférieure (caudal)
• Antérieure  Postérieure
• Médiale  Latérale
• Proximale : près du point d’origine 
Distale
• Superficielle  Profonde
I- Orientation dans l’espace
Termes relatifs à l’orientation
• Pariétale : qui recouvre la paroi d’une cavité corporelle
• Viscérale : qui recouvre l’extérieur d’un organe
Membrane du poumon = la plèvre
Plèvre pariétale
Cavité pleurale
Plèvre viscérale
Membrane du cœur = le péricarde
Membrane de l’abdomen = le péritoine
I- Orientation dans l’espace
Plans de mouvement
• Dans le plan sagittal
la flexion: en avant de
la position anatomique
l’extension: en arrière de
la position anatomique
I- Orientation dans l’espace
Plans de mouvement
• Dans le plan frontal:
l’adduction: vers la
ligne médiane
l’abduction: de la
ligne médiane
I- Orientation dans l’espace
Plans de mouvement
• Dans le plan transversal:
rotation interne
(en dedans)
rotation externe
(en dehors)
III- Niveaux d’organisation structurale
III.1 Les différents niveaux de complexité du corps humain
Niveaux de Complexité
 Chimique
 Cellulaire
 Tissulaire
 Organe
 Système
 Organisme
Cellules du cortex (neurones)
(microscopie électronique)
Tissu épithélial intestinal
(microscopie optique)
Estomac
III- Niveaux d’organisation structurale
III.3 Les différents systèmes
•
Système tégumentaire
•
Système osseux
•
Système musculaire
•
Système nerveux
•
Système endocrinien
•
Système cardiovasculaire
•
Système lymphatique et
immunitaire
•
Système respiratoire
•
Système digestif
•
Système urinaire
•
Système génital
En résumé
……………………Organisme
……………………Système
Muscle……………………Tissu
(assemblage de faisceaux)
Faisceau
(assemblage de fibres parallèles)
Fibres musculaires…….Cellule
(= myocytes = cellules polynucléées de très grandes
longueurs contenant plusieurs myofibrilles)
complexité
Myofibrilles………………Chimique
(unité contractile du muscle formée de myofilaments)
Chapitre 2: Notion d’embryologie: différentiation tissulaire
I- Quelques notions d’embryologie
- segmentation
- blastulation
- gastrulation
- neurulation
II- Origine des tissus
- ectoderme
- endoderme
- mésoderme
III- Les cellules souches
Faculté des Sciences
Licence de Biologie Humaine et Technologie de la Santé
Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 2: Notion d’embryologie: différentiation tissulaire
I- Quelques notions d’embryologie
- segmentation
- blastulation
- gastrulation
- neurulation
II- Origine des tissus
- ectoderme
- endoderme
- mésoderme
III- Les cellules souches
ZP
ZP
ZP
ZP
ZP
ZP
Zygote
Fusion pronuclei
Embryon
Stade 2 blastomères
Embryon
Stade 4 blastomères
Embryon
Stade 8 blastomères
ZP
Embryon
Stade Morula
1 Embryoblaste ou
bouton
embryonnaire =
futur embryon
2 Zone pellucide (ZP)
Stade
Blastula
3 Trophoblaste
ZP
4 Blastocœle
1
Zone pellucide
2
Trophoblaste
3
Hypoblaste
4
Blastocoele
5
Épiblaste
Syncytium trophoblastique =
syncytiotrophoblaste
Muqueuse utérine
Pédicule de
fixation
Cavité amniotique
Rôle de protection
hydraulique
Disque embryonnaire
Vésicule vitelline
Coelome extraembryonnaire
Rôle dans la mise en place des
éléments vasculaires et les
gonades
Muqueuse utérine
Pédicule de
fixation
Cavité amniotique
Disque embryonnaire
épiblaste
(ovalaire)
hypoblaste
Vésicule vitelline
Coelome extraembryonnaire
Migration des cellules de
l’épiblaste
épiblaste
Coupe
transversale
hypoblaste
Ectoderme ou ectoblaste
Épiblaste
Mésoderme ou mésoblaste
Endoderme ou entoblaste
Ensemble des tissus et
organes
Fossette primitive (tête) Noeud
Ligne primitive
Épithélium amniotique
Somatopleure extraembryonnaire
Splanchnopleure
extra-embryonnaire
Nœud primitif
Ligne primitive
Épiblaste
Différenciation
Ectoderme
Mésoderme
Endoderme
Endoderme ou feuillet profond
(à l'origine de l'épithélium du futur intestin et de ses
dérivés)
caudale
Ligne
primitive
caudale
céphalique
Nœud
primitif
céphalique
Chorde
caudale
notochorde
céphalique
ectoderme
mésoderme
endoderme
gouttière neurale
plaque neurale
caudale
céphalique
tube neural
I- Quelques notions d’embryologie
Au 18ème jour débute la neurulation: 1) apparition de la plaque neurale
Épaississement de l’ectoderme
sous l ’ action inductrice de la
chorde
:
formation
du
neurectoderme de la partie
céphalique vers la partie caudale
de l’embryon
chorde
céphalique
caudale
La portion caudale est étroite:
future moelle épinière
caudale
La portion céphalique est large:
futur cerveau
chorde
céphalique
caudale
Crêtes neurales
Gouttière neurale
céphalique
Crêtes neurales = zones de jonction
entre les bords de la gouttière neurale
céphalique
caudale
Tube neural
céphalique
caudale
caudale
Tube neural
(futur SNC)
céphalique
Crêtes neurales
(futur SNP)
céphalique
caudale
Crête neurale
Dorsale
Antérieure
(Céphalique)
Ligne primitive
Postérieure
(Caudale)
Ventrale
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Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 2: Notion d’embryologie: différentiation tissulaire
I- Quelques notions d’embryologie
- segmentation
- blastulation
- gastrulation
- neurulation
II- Origine des tissus
- ectoderme
- endoderme
- mésoderme
III- Les cellules souches
Tissus nerveux
Ectoderme
Tissus conjonctifs
Mésoderme
Tissus musculaires
Endoderme
Tissus épithéliaux
(les 3 feuillets)
Épiderme = poils, glandes
sudoripares et sébacées
Épiderme = poils, glandes
sudoripares et sébacées
Neurectoderme
Tube neural
SNC
Chorde
SNP
Os du crâne
(sauf occipital)
Cavités buccale
et anale
Médullosurrénale
Prosencéphale
Cerveau
Mésencéphale
Tronc
cérébral
Cervelet
Rhombencéphale
Placode
optique / cristallinienne
Cristallin
Placode
auditive
Placode
olfactive
Épithélium
olfactif
Oreille interne
Dérivés de l’endoderme
3/4
8
12
5
Tube
neural
Chorde
Somites
8/12
5
dorsal
Épiderme
Dermatome
Tube neural
Myotome
Chorde
Sclérotome
ventral
Endoderme
Mésoderme latéral
II- Origine des tissus
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Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 2: Notion d’embryologie: différentiation tissulaire
I- Quelques notions d’embryologie
II- Origine des tissus
III- Les cellules souches
- définitions
- classification
- origine
- rôle
- applications
III- Les cellules souches
Classification des cellules souches
Il existe 4 catégories de cellules souches, selon leur degré de potentialité :
les cellules souches totipotentes (tous),
pluripotentes (+ de 200),
multipotentes (plusieurs)
et unipotentes (un seul)
morula
blastocyste
Niche
cellulaire
Molécule
d’adhésion
Matrice
extracellulaire
Membrane
basale
Cellule
souche
Cellule
progénitrice
III- Les cellules souches
Applications possibles des cellules souches
Déterminer comment prévenir et traiter
des déficits génétiques
Identifier et tester de nouvelles
substances thérapeutiques
Étude de la
différenciation
cellulaire
Réaliser des tests de
toxicité
Ectoderme
Neurone
Mésoderm
e
Cellules
sanguines
Endoderm
e
Hépatocytes
Tissus/Cellules pour transplantation et/ou des réparations
III- Les cellules souches
Applications possibles des cellules souches
Embryonnaire
Leur capacité de prolifération quasi-illimitée au laboratoire (sans pour autant
qu’elles soient capables de reformer un embryon viable)
Leur capacité à conserver un génotype et caryotype normaux (pas de mutations)
La facilité de modifier leur génome par insertion et délétion de gènes (permet
d’analyser les conséquences fonctionnelles de ces perturbations)
La facilité de déclencher leur différenciation (par ajout de molécules régulatrices)
MAIS reste les limites de l’éthique en France. Actuellement elles sont
essentiellement utilisées à visée de recherche fondamentale et pré-clinique
III- Les cellules souches
Applications possibles des cellules souches
Adulte
Cellules sanguines: le malade reçoit des cellules souches de la moelle osseuse
ou du cordon qui vont produire chez le receveur des cellules sanguines
normales
Peau: le malade est greffé avec une «peau artificielle» obtenue par
multiplication de cellules souches épidermiques prélevées sur une portion de
peau saine du malade
Os: le malade reçoit des cellules souches de sa moelle osseuse, cellules
capables de produire des ostéoblastes
Cellules musculaires, pancréas et oeil: le malade reçoit ses propres cellules
souches
… MAIS…
III- Les cellules souches
Limites d’utilisation des cellules souches
Adulte
Les cellules souches de certains organes sont enfouies dans le tissu et donc
très difficile d’accès (foie, cerveau, intestin…)
Elles existent en nombre infime et l’absence de marqueurs spécifiques connus
ne permet pas de les purifier
On ne connaît pas toujours les conditions permettant de les faire se multiplier
in vitro
On ne dispose pas toujours de modèles mimant la situation observées chez
l’homme permettant d’évaluer leur fonction
Dans les maladies avec anomalies génétiques, celles-ci se perpétueraient au
cours des divisions si les greffes sont autologues
Des anomalies de structure de l’ADN (à la suite d’exposition à la lumière, aux
toxiques, entraînant des erreurs de réplication) seraient maintenues
III- Les cellules souches
Applications possibles des cellules souches
Adulte
Plasticité inattendue des cellules souches adultes
Le dogme voulait que chaque
organe héberge les cellules
souches spécialisées qui lui sont
propres.

Or selon les conditions de
culture, ou dans des expériences
de transplantations cellulaires, des
cellules souches adultes peuvent
se différencier en cellules d ’ un
tissu dont elles ne proviennent pas

Les cellules matures, ou adultes, peuvent êtres reprogrammées pour devenir
pluripotentes, on parle de cellules souches pluripotentes induites (iPS)
III- Les cellules souches
Avenir des cellules souches
2012
(iPS)
III- Les cellules souches
Avenir des cellules souches
Une équipe de chercheurs espagnols conduite par Maria Abad
(Centre national de recherche sur le cancer, Madrid) a réussi
pour la première fois à fabriquer de telles cellules in vivo, chez
des souris!
Reprogramming in vivo produces teratomas and iPS cells with totipotency features
María Abad, Lluc Mosteiro, Cristina Pantoja, Marta Cañamero, Teresa Rayon, Inmaculada
Ors, Osvaldo Graña, Diego Megías, Orlando Domínguez, Dolores Martínez, Miguel
Manzanares, Sagrario Ortega & Manuel Serrano
Nature 502, 340–345 (17 October 2013)
Ces travaux laissent-ils espérer la possibilité de reprogrammation in vivo chez
l'homme pour régénérer le foie, le cœur ou tout autre organe ?...
III- Les cellules souches
Avenir des cellules souches
Septembre 2014: Première implantation sur l'homme de cellules reprogrammées iPS
Une équipe de chercheurs japonais a greffé des cellules rétiniennes cultivées à
partir de cellules souches pluripotentes induites à une femme âgée de 70 ans,
souffrant de Dégénérescence Maculaire Liée à l’Age (DMLA), une maladie
dégénérative de la rétine qui peut conduire à la perte de la vue.
C’est la première fois que des cellules dérivées de cellules iPS sont introduites
dans un corps humain.
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Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 3: Classification des tissus
I Généralités
I.I Définitions
I.II Histogenèse
I.III Les membranes
II Les tissus épithéliaux (épithéliums)
II.I Définitions
II.II Classification anatomique
Epithéliums
Glandes
Fonctions principales
II.III Pathologies des épithéliums
III Les tissus conjonctifs
IV Autres tissus
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Module S1 :
Organisation de l’être humain et de son anatomie
Chapitre 3: Classification des tissus
I Généralités
I.I Définitions
I.II Histogenèse
I.III Les membranes
II Les tissus épithéliaux (épithéliums)
II.I Définitions
II.II Classification anatomique
Epithéliums
Glandes
Fonctions principales
II.III Pathologies des épithéliums
III Les tissus conjonctifs
IV Autres tissus
NIVEAUX D’ORGANISATION
Unité territoriale
Unité fonctionnelle
Unité biologique
Cellule musculaire Tissu musculaire
cardiaque
cardiaque
CELLULE
TISSU
Coeur
ORGANE
Système
cardiovasculaire
SYSTÈME
Tissus embryonnaires
Tissus adultes
Tissus nerveux
Tissus conjonctifs
Ectoderme
Mésoderme
Endoderme
Tissus musculaires
Tissus épithéliaux
Barrières physiques qui délimitent ou recouvrent des parties du corps
constituées d’un épithélium et supportées par des tissus conjonctifs
Membrane muqueuse: en contact avec le milieu externe
(voies digestives, respiratoires, urinaires et génitales)
Membrane séreuse: en contact avec des cavités sans relation avec le
milieu extérieur
(membrane pleurale ou plèvre, péricarde, péritoine)
Membrane cutanée: la peau
Membrane synoviale: produit le liquide synovial (lubrifiant
articulaire)
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Chapitre 3: Classification des tissus
I Généralités
I.I Définitions
I.II Histogenèse
I.III Les membranes
II Les tissus épithéliaux (épithéliums)
II.I Définitions
II.II Classification anatomique
Epithéliums
Glandes
Fonctions principales
II.III Pathologies des épithéliums
III Les tissus conjonctifs
IV Autres tissus
Toutes les cellules reposent sur
une fine lame de matrice
extracellulaire: la lame basale
Tissu épithélial
Lame basale: sépare et maintien
Tissu
conjonctif
Membrane plasmique
Cellule 1
Cellule 2
Cellules épithéliales en
microscopie électronique
Surface apicale hydrophile
Lame basale
Surfaces basolatérales
hydrophobes et apolaires
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Organisation de l’être humain et son autonomie
Bibliographie
« Principes d’anatomie et de physiologie »
Tortora et Grabovski
DeBoeck Université
« Anatomie et physiologie humaine »
Elaine Marieb
DeBoeck Université