Cellules souches
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Chapitre 9 : Les cellules souches embryonnaires et adultes Le phénomène de différenciation permet dʼactiver la transcription spécifique dʼun type de gènes. La transcription de gènes domestiques (indispensables au fonctionnement de base de la cellules) et gènes spécifiques dʼun fonction. Les cellules souches sont de cellules indifférenciées et en vont avoir la capacité de donner plus ou moins étendues. Elles ont la capacité dʼun renouvellement permanent. I- Définition dʼune cellule souche Les cellules souches sont des cellules indifférenciées quʼon va trouver chez lʼembryon chez le foetus et chez lʼadultes. Ce sont des cellules qui ont une capacité dʼautorenouvellement (de se multiplier et de donner des cellules filles identiques qui conservent elles aussi des propriétés de cellules souches). Ces cellules souches ont la capacité de se différencier dans certaines conditions environnementales et elles seront capables dʼengendrer les cellules spécialisée qui constituent les différents tissus. In vitro ces cellules ont une capacité a proliférer de facon permanente. En fonction de la capacité a donner des types cellulaires différents on va définir des cellules souches qui sont des potentialités différentes : - cellules souches totipotente : seules capables dʼentrainer la formation complète dʼun individu (tissus embryonnaire et des annexe embryonnaires). On les trouve uniquement dans les oeufs avant le phénomène de compaction. (blastomères) - cellules souches pluripotentes : qui peuvent entrainer la formation de tous les tissus de lʼorganisme et qui sont les cellules de la masse cellulaire interne du blastocytes, on en trouve une 100ène dans lʼembryon entre le 5/7j. - cellules souches mutipotentes : chez lʼembryon, chez le foetus et chez lʼadulte qui peuvent donner plusieurs types de cellules mais elles sont déjà engager dans un programme de différenciation cellulaire spécifique. Elles conservent des capacités dʼauto renouvellement. - cellules souches unipotentes : sont capables dʼengendrer un seul type cellulaire spécifique, qui vont conserver des capacité dʼauto renouvellement et de prolifération mais bcp plus difficile a controler que les autres. Programme très restreint. - progéniteurs intemédiaires ou précurseurs : ce sont des intermédiaires entre la cellule souche et la cellule différenciée elle meme, ils conservent une petite capacité de division, division symétrique et donneront seulement des cellules différenciées. Lʼauto renouvellement sans expansion cʼest le maintien du nombre de cellules souches. Grace au phénomène de division asymétrique des cellules souches (destin différent : une dans un programme de différenciation et lʼautre conservera les caractéristiques de cellules souches indifférenciées) ce qui permettra de maintenir le nombre de cellules souches dans le tissu. Cette division asymétrique est rendue possible par une répartition asymétrique de différentes molécules présentes dans le cytoplasme qui influencent le destin de la cellule. Il y a ségrégation asymétrique des brins dʼADN, au cours dʼune division asymétrique, formation dʼun brin néo formé. LʼADN natif de la cellule mère se ségrège dans la cellules fille qui reste cellule souche. Au cours de la réplication de lʼADN, il peut y avoir des erreurs avec lʼinsertion de mauvaises bases. En ségrégant tous le brin néo-formés et donc tous les potentiels dʼerreurs, on protège les cellules souches permanentes => effet de protection sur la séquence dʼADN pour la cellule fille. II- Différents types de cellules souches 1- Cellules souches embryonnaires Les cellules souches embryonnaires sont totipotentes. Les cellules souches germinales emrbyonnaires sont pluripotentes. Les cellules souches foetales sont pluripotentes et multipotentes. Les cellules souches du sang du cordon du placenta sont pluripotentes et multipotentes. Les cellules souches adultes sont multipotentes et ont une certaine plasticité. Cellules souches embryonnaires germinales : -Ce sont des cellules de la masse cellulaire interne de lʼembryon avant son implantation dans lʼutérus. -Cellules qui ont la capacité de générer toutes les cellules spécialisées de lʼorganisme adultes, mais pas tous les tissus extra embryonnaires (placenta). -Impliquées dans lʼorganogenèse (création des organes et des tissus) -Pluripotentes schéma des dérivés du mésoblaste et de lʼectoderme Sources de cellules souches embryonnaires : -embryons excédentaires provenant de cliniques de fécondation on vitro (FIV) -embryons crées à des fins de recherche par FIV -lignées de cellules souches embryonnaires excitantes -transfert de noyau dʼune cellule somatique Transfert de noyau : technique de clonage - clonage thérapeutique : récolter des cellules souches embyonnaires - clonage reproductif : créer un nouvel etre qui possèdera le génome de la cellule adulte donneuse du noyau. Le blastocyste est réimplanté et lʼembryon va se développer. 2- Cellules souches adultes Cellules souches adultes : -reproduisent in vivo les types cellulaires du tissu dans lequel elles résident -role de maintenir et de séparer les tissus dans lequel elles résident -platicité des cellules souches : peuvent donner des types cellulaires différents de leur tissu dʼorigine (pluripotentes grace a la plasticité) Caractéristiques des cellules souches : Ce sont des cellules qui ont un cycle très long, qui sont au repos, elles vont se diviser très rarement. Cʼest ce qui explique quʼelles sont capables de retenir un agent intercalent de lʼADN qui permet de les repérer, car au moment de leur division vont intégrer BrdU, elles conservent BrdU avant de se rediviser. Ce sont des cellules rares. Elles expriment des antigènes notamment CD 34 et CD 133. On ne dispose pas de signature moléculaire spécifique de ces cellules. Stratégies pour les identifier : marquer ces cellules avec des marqueirs moléculaires et de déterminer des types cellulaires spécialisées auxquelles elles donnent naissance aMarquer ces cellules in vitri puis les réimplanter dans un autre animal pour déterminer si ces cellules vont repeupler le tissu dont elles sont issues Influence de lʼenvironnement : Cʼest la notion de Niche . Cette nICHE QUI va permettre a ces cellules ne peut pas rentrer dans un programme de différenciation. Elle est défunie comme un site spécifique dasn lequel se situe les cellules souches qui permet le maintien delʼontégrité des ces caractéristiques des cellules scouges. Grace a des intéraction entre les celulles et la matrice avec les cellules. Role : Elle va réguler les divisions symétriques et asym et produire les cytokines qui régulent le destin des cellules souches. 3-Cellules pluripotentes induites (IPS) Cellules souches qui sont obtenues par re-programmation de cellules somatiques ou de progéniteurs. Re-programmation faite in vitrio en induisant lʼexpression de quelques gènes clés (4 gènes) qui sont des facteurs de transcription. Lʼexpression de ces 4 gènes, la refait passer à lʼétat de cellule indifférenciée. Si on prend des cellules somatiques : on les cultive in vitro, et on induit à exprimer ces 4 gènes. Ceci va permettre dʼobtenir ces cellules souches IPS, qui vont retrouver les capacités dʼauto-renouvellement et qui sont totalement indifférenciées. Théoriquement on doit pouvoir obtenir des cellules souches de facon illimitée. III- Intéret thérapeutique des cellules souches Les cellules souches ont un fort pouvoir de multiplication, et elles ont la capacité de générer toutes les cellules spécialisées du corps. La thérapie cellulaire et la médecine régénérative utilisent les cellules souches par exemple pour les maladies dégénératives ou le diabète, les infarctus du myocarde, et le vieillissement.
