Les cellules souches

Sciences pour le Monde Contemporain
Les cellules souches
Nos organes sont constitués de cellules spécialisées (différenciées)… Un organe est fonctionnel
quand les cellules qui le constituent sont également fonctionnelles… Un organe fonctionne
mal parce que ses cellules sont endommagées. Il suffirait de les remplacer pour qu’il puisse se
régénérer. Et les cellules souches sont capables de remplir cette fonction.
1- Qu’est-ce qu’une cellule souche ?
Une cellule souche est une cellule indifférenciée (sans forme, ni fonction particulière) qui a un
potentiel, c'est-à-dire qu’elle est capable de se diviser indéfiniment et de produire une autre
celle différenciée (spécialisée). Par exemple : une cellule nerveuse, une cellule musculaire, une
cellule de la peau, un globule rouge…
2- Où peut-on trouver des cellules souches ?
Un organisme vivant est formé de cellules. Ces cellules sont regroupées en tissu. On appelle
« tissu », un ensemble de cellules identiques qui possèdent une même fonction. Exemple : le
tissu musculaire est formé de nombreuses cellules musculaires allongées ayant toutes un rôle
contractile. Un organe est formé d’un ou plusieurs tissus.
Tout organisme se forme à partir de la division en deux d’une cellule-œuf, puis en quatre, puis
en huit, formant ainsi, au bout de 72 heures une « grappe » de huit cellules, appelée Morula.
Les divisions s’accélèrent pour former un blastocyte. Les organes se différencient formant ainsi
le fœtus qui, en continuant son développement, donnera un organisme vivant.
Tout au long de ce développement, on peut trouver des cellules capables de se diviser et de se
différencier donc, par définition, des cellules souches (malheureusement, dans la pratique, on
ne peut pas les utiliser toutes).
3- La cellule-œuf issue de la fécondation :
Elle est, par définition, la première cellule souche. Elle a un très fort
potentiel : c’est à partir de cette cellule que toutes les cellules de
l’organisme vont se former. In vitro, elle est capable de se différencier en
n’importe quelle cellule de l’organisme y compris celles formant le
placenta.
4- La morula :
Au stade de 72heures, après 3 divisions, l’embryon est formé de huit
cellules. Ces cellules sont indifférenciées (non spécialisées). Elles sont
également identiques entre elles. Ce sont des cellules à fort potentiel car
lorsqu’elles sont isolées in vitro, chacune d’entre elles peut donner un
organisme entier à condition d’être placée dans un utérus. Ces cellules
sont des cellules souches car elles peuvent donner n’importe quelle
cellule de l’organisme, in vitro. Elles sont appelées cellules potipotentes.
5- Le blastocyte :
Il est formé d’un amas de cellules formant le bouton embryonnaire (1) à
partir duquel le fœtus va se former et aussi, de cellules qui formeront le
planta (2).
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Les cellules de la masse interne (1), isolées in vitro, sont capables de se diviser indéfiniment et
se différencier en n’importe quelle cellule de l’organisme sauf celle du placenta. Isolées, elles
ne pourront pas redonner un embryon entier, même si on les place dans un utérus. Ces
cellules embryonnaires sont des cellules souches dites pluripotentes.
Les cellules souches embryonnaires ont été mises en évidence, pour la première fois, en 1981
chez la souris, grâce aux travaux de Martin Evans et Matthew Kaufman, ainsi que ceux de Gail
Martin. Chez l’Homme, ces mêmes cellules ont été repérées en 1998 par James Alexander
Thomson, accompagné de Joseph Istkovitz-Eldor et de Benjamin Reubinoff.
Ce sont les propriétés particulières de ces cellules qui intéressent les scientifiques car avec
elles ils espèrent reconstituer des tissus ou des organes défaillants et ainsi soigner certaines
pathologies ou repousser davantage les limites de la vie. Mais le principe soulève des
problèmes. D’une part, il faut prendre le temps de maîtriser les techniques car l’introduction
dans un organisme n’est pas sans risque. Les premiers essais entamés chez l’Homme semblent
prometteurs. D’autre part, le prélèvement de ces cellules souches entraîne la destruction de
l’embryon, ce qui pose des problèmes éthiques. L’utilisation de ces cellules est donc très
réglementée.
6- Le fœtus :
Dans chaque tissu du fœtus, comme dans chaque tissu de l’organisme
adulte, il y a des cellules souches capables de se diviser et de se
différencier, mais, uniquement en cellules spécifiques au tissu dans
lequel elles se trouvent. Ces cellules souches, dites unipotentes,
permettent de former des cellules lors de la croissance de l’organe ou
de le réparer en cas de lésion.
Certaines cellules souches issues de certains tissus sont capables de donner quelques cellules
différenciées, mais dans un nombre limité. Elles sont dites multipotentes (cellules souches de
la moelle osseuse). Exemple : dans l’os, il y a des cellules capables de se transformer en
ostéoblastes après une fracture.
On peut également trouver des cellules souches multipotentes dans le cordon ombilical et
dans le placenta.
7- Les cellules souches pluripotentes :
Par opposition aux cellules souches embryonnaires (CSE), les cellules souches pluripotentes
induites (ou CSPi) ont pour origine une cellule adulte somatique, redevenue pluripotente grâce
à l'action de facteurs de croissance et de facteurs de transcription.
Ces CSPi ont d'abord été obtenues à partir de cellules de souris (2006), et par la suite à partir
de cellules humaines (2007).
Ces cellules sont très étudiées pour leur rôle potentiel dans le traitement de maladies
génétiques, de cancers, ou dans le remplacement d'organes.
8- Comparaison avec les cellules souches embryonnaires
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La médecine régénérative a besoin de cellules souches pour restaurer ou reconstruire des
organes ou tissus. Les deux principaux candidats sont les cellules souches embryonnaires et les
cellules souches pluripotentes induites.
Les CSE sont les premières à avoir été découvertes. Elles proviennent de l'embryon et
nécessitent sa destruction pour être extraites. De ce fait, elles présentent des problèmes
éthiques.
Les cellules souches pluripotentes induites, elles, ne nécessitent qu'un prélèvement de petits
morceaux de peau. De plus, elles comportent l'ADN du patient et peuvent facilement être
réinjectées. Cependant, par les modifications génétiques induites, ces CSPi sont plus
susceptibles de former des tumeurs. Ainsi, elles sont pour l'instant plus risquées que les CSE.
Pour des raisons éthiques, il serait préférable de travailler, quand c'est possible, avec des cellules
souches issus du patient lui-même sans passer par le clonage nécessaire à l'obtention de cellules
embryonnaires.
Cependant, deux obstacles majeurs existent actuellement pour l’utilisation des cellules
souches :
Nous avons encore une assez faible connaissance des facteurs qui peuvent entraîner la
différenciation d’une cellule souche vers tel ou tel type de cellule (cellule cardiaque, cellule
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nerveuse...) et l’on ne peut pas introduire directement dans le corps des cellules souches sous
peine de les voir se développer en formant une tumeur.
Nous ne disposons que de très peu de cellules souches (embryons rares, cellules souches
adultes rares)
Face à la rareté de ces cellules, il existe deux stratégies :
Soit réaliser un clonage thérapeutique pour obtenir de nombreuses
cellules souches
embryonnaires (on introduit le noyau d’une cellule d’un adulte dans un œuf vidé de son
propre noyau, l’œuf se développe en une multitude de cellules pluripotentes (CSE) ayant le
même programme génétique que l’adulte (c’est comme cela que l’on a obtenu Dolly)
Soit se dédifférencier (faire passer de l’état différencié à l’état de cellule souche, c’est-à-dire
« revenir en arrière ») des cellules communes de l’adulte, par exemple des cellules de peau.
La dédifférenciation de cellules souches de peau en cellules presque identiques à des cellules
souches embryonnaires (CSE) vient juste d’être obtenue par une équipe japonaise. C’est une
étape fondamentale vers l’utilisation « facile » des cellules souches pour réparer le corps
humain.
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