Les cellules souches

UE8
Mme Sutton
Les cellules souches :
Introduction :
Chaque partie de notre corps est constituée de cellules différentes (la peau de cellules dermiques, les
nerfs de cellules nerveuses, les muscles de cellules musculaires, etc.). Le zygote formé lors de la
fécondation va donner une cellule embryonnaire qui va se diviser en donnant deux cellule files qui
ont le même patrimoine génétique.
I) Définition d’une cellule souche :
Une cellule souche est une cellule qui conserve ses capacités de prolifération pendant toute la vie de
l’individu. Après division, les cellules filles peuvent rester à l’état de cellule souche et s’autorenouveler ou bien se différencier
On distingue différents types de cellules souche elles peuvent être issue d’un embryon, issue de
fœtus issue de tissus adulte ou issue du transfert d’un noyau issue d’une autre cellule. Les cellules
souche peuvent donc s’auto-renouveler ou se différencier et pour se différencier elles ont besoin de
facteurs soit cellulaires soit solubles.
Une cellule souche à l’état quiescent peut subir 140 divisions in vitro et 6000 divisions in vivo. Elle
subit une division qui est asymétrique, elle va donner une cellule fille identique à la cellule souche et
une autre qui insister un programme de différenciation. A partir de la deuxième cellule fille on aune
celle d’amplification transitoire (cellule AT) qui peut subir 25 division in vitro et in vitro 5 fois. Dès
que la cellule se différencie il y a arrêt de la division.
La cellule souche primitive est capable à la fois de s’auto-renouveler et de se différencier.
 Auto-renouvèlement
C’est la capacité d’une cellule de se diviser à l’identique, et ceci pendant des périodes indéfinies,
cette propriété conduit à la formation d’un clone cellulaire. La multiplication de cellules sans
différenciation permettant de maintenir intact un pool de cellules souches primitives.
 Différenciation
C’est la capacité d’une cellule de donner dans un environnement défini différents types cellulaires
fonctionnels. C’est la possibilité pour une cellule souche, sous l’influence de facteurs cellulaires ou
solubles, de se diviser en s’engageant de façon irréversible, vers une ou plusieurs lignées. La cellule
perd alors sa totipotence pour devenir une cellule souche engagée
Propriétés communes aux cellules souches :



Elles ont un auto-renouvèlement pour un nombre illimité de divisions cellulaires
Elles ont un caractère non différencié
Elles ont la capacité à générer des cellules différenciées spécialisées
UE8
Mme Sutton
On distingue les cellules souches par des stades de maturation différents :
-
Cellules souches totipotentes
Cellules souches pluripotentes
Cellules souches multipotentes
Cellules souches unipotentes
La différence c’est le nombre de cellules différentes que peut donner la cellule souche. Une cellule
souche totipotente pourrait être à l’ origine de la formation d’un organisme entier. Une cellule
souche pluripotentes peut donner naissance à des cellules de tissus différents, les cellules souches
multipotentes donne naissance à plusieurs type cellulaire différents, les cellules souches unipotentes
ne peuvent engendrer qu’un seul type de cellule différencié.
L’autre différence se fait au niveau du stade auquel on peut obtenir ces différentes cellules souches.
Les cellules totipotentes et pluripotentes ne peuvent être obtenues que chez l’embryon.
1) Cellules souche totipotentes :
C’est une cellule issue des premières divisions de l’œuf fécondé (zygote et blastomères jusqu'au
4ème jour), chacune des 8 premières cellules de l’œuf fécondé est totipotente.
Elles peuvent potentiellement donner naissance à un individu complet en donnant naissance à
l’embryon plus les annexes embryonnaires. Capables de donner naissance à tous les types de cellules
constituant un organisme y compris les cellules extra-embryonnaires, ce sont les seuls cellules
souches qui ont cette propriété.
Comme les autres cellules souches elles sont capable de s’auto-renouveler et se différencier, elles
sont rare, quiescente, assure le maintien du stock des cellules souches et assure la production de
cellules différenciées.
2) Cellules souches pluripotentes :
On les appelle également les cellules souches embryonnaires. Ces cellules sont issues d’un embryon
de 5 à 7 jours pouvant donner plus de 200 types cellulaires différents représentatifs de tous les tissus
de l’organisme. Ces cellules se retrouvent également chez l’embryon âgé de 5 à 10 semaines dans les
zones à l’origine des ovaires et des testicules.
Ces cellules souches contrairement au totipotentes sont incapables d’engendrer un organisme dans
sa totalité, c'est-à-dire qu’elles ne peuvent pas générer un embryon et les annexes embryonnaires.
On observe une perte progressive des capacités d’auto-renouvèlement au fur et à mesure de la
différenciation des cellules.
Ces cellules souches pluripotentes sont peu nombreuses, et on ne peut les identifiables
morphologiquement
La différenciation en cellule différencié à partir de cellule pluripotentes nécessites des facteurs
cellulaires ou solubles, il s’agit en fait de facteur de croissance spécifique de chaque différenciation.
UE8
Mme Sutton
3) Cellule multipotente :
Les cellules multipotentes sont présentes dans tout organisme adulte, sont caractérisée par la
multiplication et la maturation cellulaire, on peut les identifier morphologiquement. On les retrouve
dans le sang du cordon ombilical ou on les retrouve généralement et sont également présente dans
les tissus adultes mais en faibles nombre.
Les cellules multipotentes sont à l’origine d’un nombre réduit de cellules différenciées:
o
o
Les cellules hématopoïétiques de la moelle osseuse qui donnent les cellules sanguines
(hématies, globules blancs)
les cellules souches mésenchymateuses produisent les futures cellules cartilagineuses,
musculaires et adipeuses
Si on part d’une cellule souche embryonnaire pluripotente on peut par exemple obtenir une cellule
souche multipotente de type neurale, cette cellule souche multipotente va donner naissance à des
précurseurs et par exemple une cellule précurseur gliale et une autre neuronal. Sous l’effet de
facteur de croissances spécifiques ces cellules précurseur vont se différencier, à partir d’une cellule
précurseur gliale on obtiendra des astrocyte ou des oligodendrocyte tandis que à partir de la cellule
précurseur neuronale on pourra obtenir différents type de neurone. Avec un auto-renouvèlement
des cellules qui se produit pour les cellules souches, pluripotentes, multipotentes et également pour
les cellules précurseur.
Dans l’embryon on trouve les cellules souches totipotentes à l’état de blastocyste on va pouvoir
prélever des cellules souche pluripotentes qui vont pouvoir être misent en culture. A partir de ces
cellules souches pluripotentes on va obtenir des SC multipotentes, et à partir de ces SC là on va
obtenir des cellules différenciées dans le but en thérapeutique de réussir de restaurer des tissus
endommagé ou détruit.
4) Les cellules unipotentes :
Ces cellules ne peuvent former qu’une seule sorte de cellules différencier, c’est le cas des
hépatocytes, des kératinocytes, des myoblastes, par exemple des spermatogonies qui vont ne
pouvoir donner que des spermatozoïdes. Ces cellules là une fois différencier garde la capacité de
s’auto-renouveler.
Définition d’une niche
C’est un site histologique spécifique dans la structure du tissu où les cellules souches sont entourées
par des cellules mésenchymateuses mais séparées de ces cellules mésenchymateuse par une
membrane basale.
Les composants de la niche permettent des interactions cellules-cellules et cellules-matrice cruciales
pour la protection de l’intégrité de la fonction des cellules souches résidentes dans ce tissu. La niche
régule aussi les divisions cellulaires symétriques et asymétriques par polarisation du fuseau
mitotique.