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Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Module 2 Exercice 2: Informations sur différentes maladies (informations de fond) Ce document offre un aperçu des maladies traitées dans l’exercice 2 et indique les principaux problèmes rencontrés jusqu’à présent concernant les approches de traitement basées sur les cellules souches. 1. Insuffisance cardiaque a) Tableau clinique et traitement classique (adapté d’après Wikipedia) On appelle insuffisance cardiaque l’incapacité du cœur à pomper suffisamment de sang pour maintenir la circulation sanguine dont le corps a besoin. L’insuffisance cardiaque peut avoir plusieurs causes, dont par exemple des lésions des types cellulaires suivants: cellules vasculaires cellules du myocarde cellules des valvules cardiaques Les causes et conséquences d’une insuffisance cardiaque sont variées: Maladie coronarienne: les cellules épithéliales des vaisseaux sanguins sont détruites, des substances/cellules se déposent sur les parois et réduisent nettement le volume des vaisseaux. Le rétrécissement des artères coronaires porte atteinte à l’oxygénation du myocarde. Hypertension artérielle: l’hypertension crée une très forte résistance au niveau de la circulation sanguine et du cœur, les cavités cardiaques se dilatent et le myocarde épaissit. Infarctus du myocarde: lors d’un infarctus du myocarde, une partie des tissus du muscle cardiaque se nécrosent, c’est-à-dire meurent. La zone du myocarde concernée ne peut donc plus participer activement à l’activité de pompage. Modifications du myocarde: dans certains cas rares, on observe une dilatation des cavités cardiaques, ce qui entraîne une insuffisance cardiaque évolutive. L’inflammation du muscle cardiaque peut aussi entraîner une insuffisance cardiaque passagère ou durable. Valvulopathies: les valvulopathies congénitales ou acquises peuvent entraîner un rétrécissement des valves cardiaques ou une communication, parfois les deux à la fois. Le cœur est alors obligé de pomper contre une résistance accrue ou de pomper une partie du sang plusieurs fois. Dans les deux cas, une insuffisance cardiaque en est la conséquence à long terme. Traitement de l’insuffisance cardiaque Médicaments (usage symptomatique) Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Afin d’éviter les complications et d’améliorer l’espérance de vie, tous les patients ayant subi un infarctus du myocarde reçoivent aujourd’hui des médicaments (traitement symptomatique). Voici les principaux types de médicaments utilisés: Anticoagulants: les anticoagulants visent à «fluidifier le sang» pour empêcher la formation de caillots sanguins susceptibles de déclencher un accident vasculaire cérébral (attaque cérébrale). Les bêtabloquants sont des médicaments qui inhibent l’effet d’hormones du stress sur le cœur, ce qui améliore le processus de guérison après un infarctus. Les hypocholestérolémiants visent à abaisser le taux de cholestérol dans le sang. Ils inhibent la formation de cholestérol dans le foie. Les inhibiteurs ACE font diminuer la tension artérielle ce qui soulage le cœur. Les vasodilatateurs sont utilisés contre les douleurs dans la poitrine. Ils peuvent être utilisés en prévention ou pour soulager à court terme. b) Approche régénérative de guérison Patients ayant subi un infarctus du myocarde Ces dernières années, plusieurs centres de cardiologie ont réalisé les premières études cliniques de thérapie cellulaire après un infarctus du myocarde en utilisant des cellules souches de la moelle osseuse. Deux études réalisées à Hanovre et à Francfort ont révélé une amélioration significative de l’état du cœur dans les premiers mois suivant la greffe de cellules (par rapport à un groupe témoin n’ayant pas reçu ce traitement). Lors d’un examen de suivi réalisé 18 mois plus tard, il n’y avait cependant plus d’effet bénéfique visible. On ne sait donc pas quels mécanismes sous-tendent l’amélioration du fonctionnement. Le fait qu’elle soit statistiquement mesurable mais très faible au cours des premiers mois rend d’autres études nécessaires. Les études cliniques réalisées jusqu’à présent n’ont pas pu démontrer indubitablement que le traitement par cellules souches adultes apporte une amélioration de la santé des patients. Des cellules souches pour réparer le cœur http://sante.lefigaro.fr/actualite/2012/03/27/17847-cellules-souches-pour-reparer-coeur Page 2 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Figure 1: Stratégies visant à augmenter le nombre de cellules dans le cœur. Diverses possibilités sont envisageables: réactivation de la division cellulaire chez des cellules existantes; inhibition de la mort cellulaire; différenciation de cellules souches pluripotentes et injection/transplantation de celles-ci dans le cœur; dans tous les cas, des recherches intensives sont actuellement en cours sur les possibilités de réguler la division cellulaire ciblée. Patients atteints de valvulopathies et de maladies du système circulatoire Il existe toute une série d’études dans lesquelles on essaye, à partir de cellules souches, de développer en laboratoire de nouveaux tissus vivants de valvules cardiaques ou de vaisseaux sanguins (c’est ce qu’on appelle l’ingénierie tissulaire). On a déjà pu démontrer qu’il est possible de produire ainsi des valvules cardiaques et des vaisseaux sanguins. De plus, des premiers essais précliniques d’implantation de telles valvules cardiaques ont déjà été réalisés. Cependant, ces essais sont encore loin d’une large utilisation à l’hôpital. Page 3 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Illustration 1: Mise en place d'une valvule cardiaque mécanique. Actuellement, les chercheurs essayent de créer des valvules cardiaques vivantes à l'aide de cellules souches. Projet de recherche sur les valvules cardiaques www.remedi.uzh.ch/lifevalve.html (document en anglais) www.remedi.uzh.ch/lifevalve/lifevalve-press.html (vidéo sur l’ingénierie tissulaire) Film: La thérapie cellulaire est une des façons de réparer le cœur après un infarctus. Alain Ducardonnet reçoit Patricia Lemarchand (Unité Inserm 915, Institut du thorax, Nantes). http://www.aviesan.fr/fr/aviesan/accueil/toute-l-actualite/les-therapies-cellulaires Film: Soigner par des cellules souches les patients victimes d’un infarctus (Université de Rostock, durée: 7 minutes, en allemand) http://www.cardiac-stemcell-therapy.com/aufgaben.php Page 4 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 2. Maladie de Parkinson a) Tableau clinique (adapté d’après Wikipedia) C’est en 1817 que James Parkinson découvrit la maladie qu’il appela paralysis agitans ou shaking palsy et qui porte aujourd’hui son nom. La maladie de Parkinson est une maladie neurodégénérative, c’est-à-dire que les neurones du système nerveux central, plus particulièrement du cerveau, meurent progressivement. Pendant les premières années de la maladie, ce sont surtout les neurones de la substantia nigra (substance noire ou locus niger) du mésencéphale, responsables de la production du neurotransmetteur dopamine, qui sont touchés. La carence en dopamine qui en résulte se traduit par divers troubles moteurs. Ceux-ci se soignent bien par un précurseur de la dopamine: la substance L-Dopa. Mais dès un stade précoce de la maladie, d’autres neurones meurent dans d’autres régions du cerveau. Ceci entraîne toute une série de symptômes (p. ex. troubles du système nerveux autonome, douleurs, troubles du sommeil, symptômes psychiques) qui deviennent de plus en plus pénibles pour le patient à mesure que la maladie évolue. Il n’existe pratiquement pas actuellement de traitement pour ces symptômes. b) Approche régénérative de guérison Depuis que l’on sait que la destruction des neurones producteurs de dopamine est sans doute la principale cause à la base de la maladie de Parkinson, on s’efforce de remplacer ces cellules. Les premiers essais thérapeutiques apparemment couronnés de succès misaient sur la transplantation de tissus nerveux du mésencéphale de fœtus. Pour cette forme de thérapie cellulaire, trois points importants ont pu être démontrés: Premièrement, la survie du tissu transplanté a été prouvée. Deuxièmement, on a démontré que les cellules transplantées produisaient de la dopamine comme on l’avait espéré. Troisièmement, un échange cellulaire entre les cellules transplantées et les autres neurones du patient s’est mis en place. Toutefois, deux études très poussées réalisées aux États-Unis en 2001 et 2003 ont montré que cette opération n’apportait pas d’avantages cliniques indubitables. Par ailleurs, les examens de contrôle ont mis en lumière l’éventualité de graves effets indésirables: mauvaises liaisons des cellules transplantées, réactions de rejet, transplantation involontaire d’autres cellules (contamination du greffon). Enfin, dernier problème et non des moindres, de graves questions d’éthique se sont posées car lors des interventions, une quantité relativement importante de tissus (quantité de cellules) a été transplantée, nécessitant un grand nombre d’embryons. L’avenir est-il dans les cellules souches? http://www.parkinson.ch/index.php?id=342&L=1 Page 5 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 3. Paraplégie a) Tableau clinique (adapté d’après Wikipedia) La paraplégie est l’ensemble des symptômes dus à l’interruption des fibres nerveuses dans la moelle épinière. Les causes peuvent en être des lésions de la moelle épinière (p. ex. en cas de fractures vertébrales), mais aussi des tumeurs ou d’autres maladies particulières (p. ex. la sclérose en plaques). b) Approche régénérative de guérison L’étude de la société Geron était le premier essai clinique de phase I utilisant des cellules souches sur des patients paraplégiques. Elle a démarré en octobre 2010 suivant de strictes conditions de sécurité et après une longue procédure d’autorisation par les autorités sanitaires américaines (FDA). Jusqu’en novembre 2011, quatre patients ont été soignés. On leur a greffé deux millions de cellules souches embryonnaires humaines différenciées en précurseurs. Le but était que ces cellules recouvrent la moelle épinière endommagée d’une couche de myéline. L’étude a été interrompue avant la fin pour des raisons financières, les quatre patients doivent continuer à être suivis. D’après la société Geron, aucun effet secondaire grave n’a été observé. Il n’a pas été possible de quantifier le succès du traitement car l’étude ne portait pas sur cette question, elle était centrée sur la sécurité. Une autre étude de la Clinique universitaire Balgrist à Zurich essaye de régénérer des voies nerveuses gravement endommagées ou sectionnées dans la moelle épinière à l’aide de cellules souches neuronales adultes. Les premiers résultats sont encourageants, mais il reste de nombreuses questions en suspens. Page 6 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Figure 2: Principe du traitement de la paraplégie par cellules souches Is there life for stem cells after Geron? http://www.newscientist.com/article/dn21190-is-there-life-for-stem-cells-after-geron.html (document en anglais) Traiter la paraplégie avec des cellules souches (interview du Professeur Armin Curt) http://www.nfp63.ch/F/transfert-de-connaissances-etcommunication/interviews/Pages/curt.aspx Page 7 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 4. Mélanome (cancer de la peau) a) Tableau clinique (adapté à partir de www.liguecancer.ch) La peau est l’organe le plus grand et le plus lourd de l’être humain. Elle protège les organes internes des influences extérieures telles que chaleur, humidité ou pression, repousse les agents pathogènes et régule la température du corps. La peau se compose de différentes couches et de différents types cellulaires. Il existe plusieurs types de cancer de la peau: outre le mélanome qui se forme à partir des mélanocytes, d’autres cancers de la peau concernent l’épiderme (spinaliome ou carcinome spinocellulaire, basaliome ou carcinome basocellulaire). Ces maladies ont chacune une évolution différente et sont donc soignées différemment. Nous allons nous limiter ci-dessous au mélanome. Contrairement aux autres formes de cancer de la peau, le mélanome est malin et peut former des métastases. Il se forme à partir des mélanocytes, les cellules de la peau qui forment le pigment brun lors du bronzage. Chaque année en Suisse, environ 2100 personnes contractent un mélanome. Cela représente environ 6% de l’ensemble des cancers. Le mélanome est donc un des cancers les plus fréquents. Il peut toucher des personnes relativement jeunes: un tiers des patient-e-s a moins de 50 ans. La fréquence du mélanome a nettement augmenté au cours des dernières décennies. Cela est en partie dû au fait que l’on s’expose au soleil aujourd’hui plus qu’autrefois. Le mélanome se développe souvent à partir d’un grain de beauté (nævus) existant. Des signes/symptômes peuvent être: Nævus qui grossit ou s’étend Nævus dont le diamètre est supérieur à cinq millimètres Nævus dont la couleur ou le contour est irrégulier, ou qui change de couleur ou de forme Démangeaisons, saignements ou inflammation d’un nævus. Le mélanome a souvent l’apparence d’une excroissance bleu-noir ou brune ou d’une surface brune qui grandit. Mais il existe aussi des mélanomes de la même couleur que la peau (mélanome amélanotique), de sorte qu’ils peuvent passer inaperçus. Diagnostic et examens Si un mélanome est suspecté, la tache cutanée suspecte est prélevée sous anesthésie locale puis examinée en laboratoire. Afin de déterminer si la tumeur s’est déjà métastasée dans le reste de l’organisme, d’autres examens peuvent être effectués, comme par exemple une échographie des organes internes. Traitement Si le diagnostic est confirmé, le mélanome est enlevé par intervention chirurgicale. Ce faisant, on enlève aussi une partie de la peau saine entourant le mélanome dans le but d’éliminer les cellules cancéreuses qui se trouveraient à proximité du mélanome. L’ampleur de l’opération dépend de la profondeur à laquelle la tumeur s’est déjà propagée dans la peau. Il faut parfois enlever des ganglions lymphatiques aux alentours du mélanome. En fonction du stade de la tumeur, l’opération est suivie d’une immunothérapie à l’aide d’une molécule qui incite les défenses immunitaires de l’organisme à lutter contre les cellules Page 8 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 cancéreuses qui se trouvent éventuellement encore dans l’organisme. À un stade avancé, on peut aussi utiliser la chimiothérapie, la radiothérapie ou une combinaison des deux. Le pronostic du mélanome est relativement bon: en Suisse, 89% des patients sont encore en vie cinq ans après le diagnostic. Conséquences du traitement Après ablation d’un mélanome, il reste une cicatrice, mais elle ne cause généralement pas de troubles. b) Approche régénérative de guérison Approches d’immunothérapie Dans le traitement du mélanome (comme pour d’autres cancers), on poursuit de plus en plus souvent des approches d’immunothérapie. Il s’agit d’isoler dans le sang du patient ce que l’on appelle des cellules dendritiques (précurseurs des cellules T) et de les stimuler in vitro par des antigènes tumoraux spécifiques. Une fois réintroduites dans l’organisme du patient, elles activent une réaction immunitaire sélective dirigée contre les cellules tumorales. Ces approches ont déjà eu de premiers succès dans le traitement du mélanome mais les coûts de traitement sont très élevés. Cellules souches cancéreuses Ces dernières années, la recherche fondamentale a fait des découvertes capitales, susceptibles de révolutionner le traitement du cancer de la peau (et d’autres types de cancer). On a pu prouver que les tumeurs contiennent des cellules souches particulières, dites cellules souches cancéreuses, qui jouent un rôle clé dans la genèse du cancer et des métastases. L’expérimentation animale a pu montrer que la prolifération des cellules est freinée si l’on bloque les cellules souches cancéreuses à l’aide d’anticorps. De plus, une étude suisse de 2012 a identifié dans les cellules souches cancéreuses de la peau un gène capable en quelque sorte de transformer une cellule normale en cellule souche. Ce gène est essentiel pour la division cellulaire et la survie des cellules souches. Dans un modèle animal, son inhibition a permis d’empêcher complètement la genèse du cancer et son évolution en métastases. Ces découvertes offrent de nouvelles perspectives pour le traitement du cancer de la peau chez l’être humain. Qu’est-ce qu’une cellule souche cancéreuse? Le concept de cellule souche cancéreuse est relativement récent. Une cellule souche cancéreuse est une cellule souche anormale, capable de produire indéfiniment de nouvelles cellules tumorales (figure 3). Le problème est que les traitements actuels du cancer se concentrent souvent sur les cellules à division rapide pour les détruire. Or, les cellules souches cancéreuses ne se divisent pas aussi vite, de sorte qu’elles ne sont pas détruites par ces traitements. Cela pourrait expliquer pourquoi de nouvelles cellules cancéreuses apparaissent et la maladie récidive des mois, voire des années après un traitement réussi du cancer: la cellule souche cancéreuse a survécu au traitement et, après une phase de rémission, elle est à l’origine de nouvelles cellules cancéreuses (figure 4). Page 9 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Figure 3: La genèse du cancer selon la théorie des cellules souches cancéreuses Page 10 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Figure 4: Lutter contre les cellules souches cancéreuses pourrait empêcher les récidives. Mélanome – découverte d'un gène important http://www.nfp63.ch/f/transfert-de-connaissances-etcommunication/archivenews/pages/default.aspx?NEWSID=2985&WEBID=04F828BF-8CD54EDD-818C-CF6AF9ADCF50 L’existence des cellules souches cancéreuses se confirme http://www.ledevoir.com/societe/sante/355876/l-existence-des-cellules-souchescancereuses-se-confirme Cancer: Une maladie des cellules souche? http://www.eurostemcell.org/fr/factsheet/cancer-une-maladie-des-cellules-souche Page 11 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 5. Diabète a) Tableau clinique (adapté d’après Wikipedia) Le diabète est un trouble chronique du métabolisme du glucose (sucre) menant à une hausse passagère ou permanente du taux de sucre dans le sang (glycémie). La cause est une carence en insuline (type 1) ou une réponse insuffisante de l’organisme à l’insuline (type 2). Plus de 90% des diabétiques sont atteints du diabète de type 2. Le pancréas est un organe dont la fonction principale est d’assurer la digestion de la nourriture et de réguler le métabolisme du sucre. Il produit différentes enzymes de digestion et plusieurs hormones. Le pancréas est composé de différents types cellulaires, dont les cellules alpha et bêta, qui produisent respectivement le glucagon et l’insuline (deux hormones). Grâce à l’action de l’insuline, le sucre présent dans le sang après la digestion de la nourriture est repris et utilisé par toutes les cellules du corps (les principaux consommateurs sont le cerveau et les muscles). Si le fonctionnement de l’insuline est perturbé, le sucre reste dans le sang et s’y accumule: c’est le diabète. Les tissus ne reçoivent alors plus assez de sucre. En l’absence de traitement, le diabète est mortel. Si le taux de glycémie est constamment trop élevé, cela entraîne des séquelles telles que cécité, lésions rénales, gangrène ou infarctus du myocarde. Le diabète de type 1 est dû à une carence en insuline en raison de la destruction des cellules productrices d’insuline par le système immunitaire (maladie auto-immune). On considère aujourd’hui que le diabète de type 1 est causé par la conjugaison d’une prédisposition héréditaire, de facteurs extérieurs (p. ex. une infection virale) et d’une perturbation du système immunitaire. Certains globules blancs particuliers (les lymphocytes T) se retournent contre les cellules bêta et les détruisent. La production d’insuline n’est donc plus assurée, d’où une carence en insuline. Dans le cas du diabète de type 2, les cellules du corps ne répondent plus correctement à l’insuline (résistance périphérique à l’insuline). En réponse à cela, les cellules bêta produisent davantage d’insuline. Cette surproduction mène à un épuisement puis à la mort des cellules bêta. Il en résulte un défaut d’insuline dans l’organisme. Il se déclare le plus souvent après l’âge de 40 ans, c’est pourquoi on l’appelait autrefois «diabète de l’âge mûr». Mais aujourd’hui, de plus en plus de jeunes obèses sont touchés par cette maladie. Les causes sont une alimentation trop riche en graisses, l’excès de poids et le manque d’activité physique. Le diabète de type 1 est incurable pour le moment. Les patients doivent prendre de l’insuline toute leur vie (par injections ou à l’aide d’une pompe à insuline). Le meilleur traitement du diabète de type 2 consiste à modifier le mode de vie (modification des habitudes alimentaires, perte de poids, plus d’activité physique), ce qui aboutit chez tous les patients à une baisse de la glycémie. Il existe aussi des médicaments contre cette forme de diabète. b) Approche régénérative de guérison Plusieurs approches intéressantes sont actuellement à l’étude dans le but d’élaborer un traitement du diabète par les cellules souches. Mais toutes ces approches sont encore préliminaires, il n’existe pas de traitement établi pour le moment. Page 12 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 L’une de ces approches utilise des cellules souches embryonnaires: on sait aujourd’hui transformer in vitro des cellules souches embryonnaires en cellules productrices d’insuline. Ces cellules pourraient être utilisées chez les diabétiques de type 1 pour remplacer les cellules bêta détruites. D’autres groupes de recherche travaillent sur les cellules dites iPS. L’idée est la suivante: on prélève à un diabétique de type 1 des cellules (p. ex. de la peau). À l’aide du processus iPS, on reprogramme ces cellules pour les ramener à un état indifférencié comparable à celui d’une cellule souche embryonnaire. Ces cellules iPS sont ensuite différenciées en cellules bêta productrices d’insuline. Comme il s’agit de cellules du patient, elles présentent l’avantage de pouvoir être utilisées sans risque de rejet. Figure 5: Production de cellules iPS Un groupe de recherche de l’Université de Genève travaille sur une autre question: est-il possible chez la souris, dont les cellules bêta du pancréas ont été détruites, et qui est donc diabétique, que ces cellules réapparaissent spontanément (sans intervention extérieure)? En d’autres termes, le pancréas de la souris possède t-il la capacité de régénérer des cellules bêta après une destruction quasi totale? Le groupe de recherche a constaté que cela est effectivement possible: après destruction de plus de 99% des cellules bêta, une faible proportion des cellules alpha commence à produire de l’insuline. Mais on ne sait pas encore si ce mécanisme existe également chez l’être humain et s’il pourrait éventuellement être utilisé à des fins thérapeutiques. Sources: Le diabète de type 1: comment les cellules souches pourraient-elles aider? Page 13 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 http://www.eurostemcell.org/fr/factsheet/le-diab%C3%A8te-de-type-1-comment-les-cellulessouches-pourraient-elles-aider «D’après n’importe quel livre de biologie, c’est impossible» http://www.nfp63.ch/F/transfert-de-connaissances-etcommunication/interviews/Pages/pedro-herrera.aspx An introduction to iPS cells http://www.eurostemcell.org/toolkititem/stem-cells-future-introduction-ips-cells (document en anglais) Page 14 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Approches et problèmes des traitements par cellules souches Le traitement par cellules souches consiste à déclencher une différenciation de cellules souches in vitro (c’est-à-dire dans un tube à essai), puis d’introduire les cellules différenciées dans un organe malade ou un tissu endommagé, cela dans l’espoir d’aboutir à une régénération. Afin d’y parvenir, les traitements utilisent des cellules souches qui prolifèrent rapidement et qui sont facilement accessibles, p. ex. dans la moelle osseuse, la peau ou le cordon ombilical. Jusqu’à présent, seule l’utilisation de cellules souches adultes s’est établie en médecine. Depuis vingt ans, il est apparu que la mise en œuvre de traitements par cellules souches de conception très prometteuse s’accompagne de difficultés. Ainsi, en dépit d’un grand nombre d’essais cliniques, il n’existe à ce jour que quelques rares traitements qui fonctionnent. À part l’utilisation depuis déjà relativement longtemps de cellules souches hématopoïétiques, on a jusqu’à présent seulement obtenu quelques succès dans la régénération de la peau (p. ex. pour soigner les brûlures) ou des cartilages. La médecine régénérative en est encore à ses débuts et il reste beaucoup de recherche à faire. Les problèmes qui se sont posés lors d’essais infructueux sont très divers. À part les questions éthiques (en particulier pour ce qui est de travaux sur les cellules souches embryonnaires), toute une série de complications peuvent apparaître: Prolifération: les cellules souches doivent pouvoir se multiplier suffisamment en culture. Les cellules souches embryonnaires (CSE) ont une capacité de prolifération élevée, les cellules souches adultes (CSA) en revanche ont une capacité de prolifération limitée. Spécialisation: les cellules souches doivent pouvoir être incitées à se différencier pour engendrer le type cellulaire voulu. Pureté: il faut pouvoir obtenir des cellules différenciées d’un seul type en évitant la contamination par d’autres types cellulaires. En particulier dans le cas des CSA, ceci n’est pas garanti. Pour isoler un type de cellule unique, il faut de bons marqueurs de surface. Il faut, en particulier, être sûr de ne pas transplanter des cellules malades. Transplantation ciblée: il faut pouvoir transplanter les cellules ou tissus de remplacement au bon endroit. Sécurité vis-à-vis des tumeurs: il faut être sûr que les cellules transplantées ne vont pas proliférer de manière incontrôlée et donc être cancérigènes. Les CSE ont tendance à être cancérigènes, les CSA non. Efficacité thérapeutique durable: il faut que les cellules transplantées démontrent leur fonctionnement dans l’organisme et déploient un effet thérapeutique à long terme. Tolérance immunitaire: il faut parvenir à ce que le système immunitaire de l’organisme receveur ne rejette pas les cellules transplantées. Dans le cas des greffes de CSE, on observe la maladie ou réaction du greffon contre l’hôte (Graft versus Host Disease, GvHD). Les CSA n’entraînent pas forcément de réaction immunitaire. Une alternative pourrait être l’utilisation de cellules iPS. Mais on ne sait pas encore si les cellules iPS peuvent être utilisées à des fins thérapeutiques. Page 15 of 16 Stammzellen und regenerative Medizin Nationales Forschungsprogramm NFP 63 Cellules souches et médecine régénérative Programme national de recherche PNR 63 Stem Cells and Regenerative Medicine National Research Programme NRP 63 Cette liste montre bien quels sont les points à étudier par la recherche fondamentale. Mais pour que les approches régénératives à base de cellules souches puissent aboutir à des traitements efficaces, il reste encore d’autres problèmes à régler: Comment obtenir des cellules souches de manière efficace? Comment modifier génétiquement les CSE? Comment fonctionne la régulation de la différenciation des cellules souches? De quelles nouvelles méthodes et nouveaux outils a-t-on besoin pour mesurer et commander cette différenciation in vivo et in vitro? Page 16 of 16
