cellules souches définition des cellules souches

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CELLULES SOUCHES
DÉFINITION DES CELLULES SOUCHES
Une cellule souche est une cellule qui peut se multiplier et qui est dotée
de la capacité de se transformer en un ou plusieurs types de cellules
spécialisées (= de se différencier).
Trois caractéristiques distinguent les cellules souches des cellules matures
et spécialisées. Il s’agit de la "non-différenciation», de la « prolifération »
et de la fonction « réparatrice ».
• Non-différenciation:
La plupart des cellules « normales » du corps ont une tâche bien
spécifique. On parle donc de forte différenciation. Les cellules de la peau,
des organes, du sang, etc. sont seulement aptes à remplir leur fonction
spécifique et ne peuvent pas prendre la relève pour remplir les fonctions
d’autres cellules.
Les détails complets du matériel génétique ou de l'ADN d’une personne
entière se trouvent dans chaque noyau de cellule. En plaçant des groupes
de méthyle (-CH3) sur la place correspondante des gènes, l'information
sur d'autres fonctions est renfermée et la cellule sera spécialisée pour
remplir une certaine fonction seulement, elle est donc différenciée. Cette
spécialisation ou différenciation de la cellule est en principe irréversible.
Les cellules souches ne sont pas différenciées et garde aussi bien la
capacité de créer certains types de cellules que celle de se reproduire.
• Prolifération:
Une cellule normale se multiplie rarement ou jamais. Une cellule souche
par contre peut se renouveler longtemps en se divisant. En termes
scientifiques, on appelle cela un auto-renouvellement.
Une cellule souche peut se multiplier très rapidement et sans
vieillissement détectable grâce à ses télomères.
En se divisant, la cellule souche garde toutes ses propriétés et au même
temps, elle est capable de former des cellules plus spécialisées. Dans des
circonstances normales, ou grâce à un signal approprié, les cellules
souches se différencient en différents types de cellules qui constituent
l'organisme. Les cellules souches se transforment en cellules matures avec
des fonctions spécialisées que sont les cellules du cœur, de la peau ou des
cellules nerveuses par exemple.

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Les cellules souches se retrouvent dans tous les organismes
multicellulaires. Il en existe également des exemples dans le règne
végétal.
• Fonction réparatrice
On a constaté que les cellules cancéreuses parviennent à supprimer les
groupes de méthyle dans le noyau des cellules ce qui rend à la cellule sa
capacité de se diviser. Mais la capacité de différenciation s’est souvent
perdue dans les cellules cancéreuses.
Une différence importante entre les cellules cancéreuses et les cellules
souches est la capacité des cellules souches à reconstituer correctement
un organe ou des tissus, alors que les cellules cancéreuses se répandent
de manière incontrôlable (sans respecter les limites d'autres tissus) et se
multiplient inutilement / inefficacement.
TYPES DE CELLULES SOUCHES
Les types de cellules souches sont déterminés par la source (le moment
de prélèvement dans le développement du corps humain) et par leur
potentiel (en quelles cellules peuvent–elles encore se transformer).
• Selon la source: d’où provient la cellule souche ?
Des cellules souches embryonnaires et adultes
Les cellules souches embryonnaires sont des cellules qui ont été prélevées
entre la phase initiale de l'ovule fécondée, appelée aussi zygote, qui suit
immédiatement la fusion d'un ovule et d’un spermatozoïde, et la phase de
développement du blastula ou blastocyste.
Après la fusion de l'ovule et du sperme, l'ovule fécondé commence à se
diviser, d'abord en deux cellules filles, puis quatre, huit, seize cellules, etc.
Ce stade précoce de l'embryon, allant jusqu’à quatre jours après la
fécondation et où l’on décompte entre 8 à 128 cellules, s’appelle « morula
» parce que l’amas de cellules ressemble à une mûre.
Du stade morula, on passe au stade de blastula ou blastocyste. A partir du
cinquième jour après la fécondation, les différentes divisions donne à
l'embryon la forme d'une boule creuse appelée blastula (du mot grec
BLASTOS = germe). Les premières différences évolutives entre les cellules
sont déjà perceptibles : à partir de ce stade, l'embryon contient trois
couches chacune formant la base d'un type de tissu différent : les couches
internes et externes qui donneront naissance au placenta et autres

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annexes, et sur la couche interne se forme un amas cellulaire. Les cellules
prélevées, à ce stade, au cœur même cet amas de cellules (en anglais «
inner cell mass ») du blastocyste seront les cellules souches
embryonnaires. Ces cellules mises en culture.se multiplieront « à l’infini ».
Ces cellules souches embryonnaires sont également désignées comme
cellules ESC (= embryonal stem cell).
Les cellules souches adultes sont des cellules qui ont déjà connu une
différenciation. Après le stade de morula et de blastula, les cellules
souches ont déjà évolué dans une certaine direction. Cette dénomination
ne désigne donc pas une cellule prélevée dans un corps adulte, mais
indique que ces cellules ne sont plus en mesure de former tous les types
de cellules.
Il s’agit donc plutôt de cellules souches "non-embryonnaires" que l’on
rencontre dans les différents tissus, à la fois chez le fœtus, chez le
nouveau-né, chez l’enfant et l’adulte.
Des cellules souches adultes sont plutôt rares dans le corps humain adulte
et difficiles à identifier.
Les cellules souches adultes sont théoriquement présentes dans des tissus
à renouvellement rapide aussi bien que dans des tissus à renouvellement
lent.
On a déjà retrouvé des cellules souches dans trois types de tissus à
renouvellement rapide, dans l’épiderme (la peau), dans le tissu intestinal
et dans la moelle osseuse. Des cellules souches se trouvent aussi dans
des tissus à renouvellement lent mais sont encore beaucoup plus difficiles
à localiser, comme par exemple dans les muscles et les cellules du foie.
On a également trouvé des cellules souches dans le cerveau. La recherche
se concentre actuellement sur les cellules souches dans la pulpe dentaire,
la cornée et la rétine.
Les cellules souches adultes sont difficiles à identifier manque de preuves
de leur capacité de prolifération et de différenciation. Pour le reste, dans
un tissu, rien ne distingue les cellules souches adultes des autres cellules.
• Selon leur potentiel : quelle cellules peuvent encore se développer à
partir de ces cellules souches ?
La distinction selon leur potentiel indique quelles évolutions sont
envisageables à partir de ces cellules souches. On distingue trois types:
des cellules totipotentes, pluripotentes et multipotentes.
L'œuf a la force ou le potentiel de se développer pour former un être
humain entier après la fécondation. Cela signifie que l'ovule fécondé est
"totipotent" : tout un individu peut se développer à partir de cette cellule.
Même après la première division, chaque cellule garde son caractère

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totipotent.
Des vrais jumeaux en sont l’exemple. L'œuf se divise en deux parties qui
évoluent séparément pour développer des jumeaux génétiquement
identiques.
Les cellules issues des premières divisions de l'œuf fécondé ont chacune le
potentiel de former un être humain à part entière. Ceci n’est possible que
jusqu’à une division en 8 cellules. Chaque cellule a le potentiel de former
tous (= toti) les types de tissu humain.
Après cette phase, les cellules souches deviennent un peu plus
spécifiques. Une cellule souche prélevée dans la masse interne du
blastocyste ne peut plus produire un individu entier. Elles sont «
pluripotentes » : tous les types de cellules peuvent se former à partir de la
cellule souche embryonnaire, mais pas un être vivant entier. En fait, ces
cellules souches ont déjà fait l'objet d'une différenciation. Cependant, ces
cellules souches pluripotentes peuvent évoluer vers une de plus de 200
espèces de cellules humaines décrites, moyennant une stimulation
suffisante et appropriée. Les trois types germinatifs(mésoderme,
endoderme et ectoderme)avec leur potentiel de former tous les tissus sont
encore disponibles.
Les cellules souches adultes ne sont ni totipotentes (elles ne peuvent plus
se développer en un individu) ni pluripotentes (elles ne peuvent plus
former les trois types germinatifs de tissus), elles sont « multipotentes ».
Ces cellules souches produisent un type spécifique de tissu et gardent leur
capacité de continuer à se renouveler. Parfois malgré le fait qu'elles
forment différents types de cellules, ces cellules font toutes partie d'une
même famille. Par exemple, les cellules souches hématopoïétiques (c'est-
à-dire des cellules souches de la moelle osseuse) peuvent se développer
pour former des globules rouges, des plaquettes, des globules blancs et
des macrophages, mais elles ne peuvent jamais former des cellules
musculaires ou nerveuses. Certaines cellules souches sont unipotentes et
se développe en un seul type de cellule. C'est le cas pour la peau, le foie
et les cellules intestinales.
Oeuf (ovule, ovocyte)
A présent, regardons en détail les différentes étapes du développement de
l'œuf jusqu’à l'adulte.
Les cellules souches prélevées à un certain stade de développement ont
des propriétés spécifiques, avec leurs avantages et leurs inconvénients qui
détermineront leur application.
La première catégorie de cellules souches est la cellule souche
« originelle », l'œuf.

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Toute femme en bonne santé est née avec un système de reproduction
contenant un certain nombre de d'œufs (potentiels) dans ses ovaires. Les
ovules dans les ovaires grandissent et à mesure qu’ils mûrissent, ils
migrent à la surface de l'ovaire, emballés dans un follicule. Normalement,
un œuf arrive par mois à maturation dans son follicule. Le follicule éclate
et l’œuf "tombe" dans la trompe dont le bout est en forme d'entonnoir :
l'on parle alors « d’ovulation » qui se produit environ 14 jours après le
début de la dernière menstruation.
Pour étudier les ovules "in vivo", ils sont "cueillis et récoltés ». Il s'agit
d'un acte médical invasif dans la mesure où cela nécessite une
intervention médicale sérieuse. La production hormonale de la femme ou
de la fille sera stimulée pour produire plusieurs follicules et ovules. La
production hormonale hypophysaire normale est interrompue et la
production d'ovules par les ovaires est ensuite stimulée par une
administration d’hormones hypophysaires exogènes (FSH). Quand on
constate la présence d’un nombre suffisant de follicules (par échographie
vaginale), la maturation et l’ovulation sont stimulées par l’administration
d'autres hormones hypophysaires (LH). Ainsi, le prélèvement d'une
douzaine d'œufs devient possible grâce à cette stimulation. Aussi bien le
traitement hormonal chez la femme donatrice que le prélèvement d'œufs
peut provoquer des complications médicales telles que le syndrome de
l’hyperstimulation, des saignements ou des risques d'infection. Le
prélèvement des œufs est une longue procédure contraignante qui
nécessite des nombreux déplacements pour les rendez-vous, entre
d’autres inconvénients. On comptabilise plus de 60 heures d'interventions
médicales réparties sur plusieurs semaines.
La plupart des prélèvements d’ovules ont lieu dans le contexte d’une
fécondation in vitro (FIV) quand le désir d’enfant se heurte à un problème
de stérilité (voir aussi le chapitre sur la fertilité). Cette technique existe
déjà depuis environ 30 ans. Les risques liés à cette stimulation hormonale
artificielle des ovaires ne sont toutefois pas encore entièrement
répertoriés. L'administration des hormones peut provoquer une
hyperstimulation (ovarian hyperstimulation syndrom) difficilement prévisible.
Les symptômes de l'hyperstimulation sont variées et vont de la nausée à
de graves complications telles qu’une thrombose ou la mort. Les
complications graves sont toutefois rares, de l’ordre de moins d’un 1%.
Mais on a pu observer plus tard des perturbations de la fécondité chez la
femme donatrice. Les risques liés au don d’ovules devraient être étudiés
davantage.
Les ovules excédents dont on n’a plus besoin pour répondre à ce désir
d’enfant, peuvent également être utilisés pour la recherche.
La mise en culture de cellules souches embryonnaires aussi bien que le
clonage thérapeutique nécessitent un nombre important d’ovules.
Le clonage consiste à remplacer le nucleus ou le noyau de l'œuf par le
noyau d’une cellule quelconque du patient à traiter. L’ovule contenant le
noyau d’une cellule du patient est ensuite stimulé pour se diviser jusqu’à