Que sont les cellules souches et que font-elles?
Les cellules du corps ont des objectifs spécifiques, mais les cellules souches sont des cellules qui n'ont pas encore de rôle spécifique et peuvent devenir presque toutes les cellules nécessaires.
Les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui peuvent se transformer en cellules spécifiques, au fur et à mesure que le corps en a besoin.
Les scientifiques et les médecins s'intéressent aux cellules souches car elles aident à expliquer comment certaines fonctions du corps fonctionnent et comment elles tournent parfois mal.
Les cellules souches sont également prometteuses pour le traitement de certaines maladies qui sont actuellement incurables.
Sources de cellules souches
Les cellules souches proviennent de deux sources principales: les tissus du corps adulte et les embryons. Les scientifiques travaillent également sur des moyens de développer des cellules souches à partir d'autres cellules, en utilisant des techniques de «reprogrammation» génétique.
Cellules souches adultes
Les cellules souches peuvent se transformer en n'importe quel type de cellule avant de se différencier.
Le corps d’une personne contient des cellules souches tout au long de sa vie. Le corps peut utiliser ces cellules souches chaque fois qu'il en a besoin.
Aussi appelées cellules souches somatiques ou spécifiques aux tissus, les cellules souches adultes existent dans tout le corps à partir du moment où un embryon se développe.
Les cellules sont dans un état non spécifique, mais elles sont plus spécialisées que les cellules souches embryonnaires. Ils restent dans cet état jusqu'à ce que le corps en ait besoin dans un but précis, par exemple en tant que cellules cutanées ou musculaires.
La vie quotidienne signifie que le corps renouvelle constamment ses tissus. Dans certaines parties du corps, telles que l'intestin et la moelle osseuse, les cellules souches se divisent régulièrement pour produire de nouveaux tissus corporels pour l'entretien et la réparation.
Les cellules souches sont présentes à l'intérieur de différents types de tissus. Les scientifiques ont trouvé des cellules souches dans les tissus, notamment:
- le cerveau
- moelle osseuse
- sang et vaisseaux sanguins
- les muscles squelettiques
- peau
- le foie
Cependant, les cellules souches peuvent être difficiles à trouver. Ils peuvent rester indivisibles et non spécifiques pendant des années jusqu'à ce que le corps les convoque pour réparer ou faire pousser de nouveaux tissus.
Les cellules souches adultes peuvent se diviser ou se renouveler indéfiniment. Cela signifie qu'ils peuvent générer divers types de cellules à partir de l'organe d'origine ou même régénérer l'organe d'origine, entièrement.
Cette division et cette régénération sont la façon dont une plaie cutanée guérit, ou comment un organe comme le foie, par exemple, peut se réparer après un dommage.
Dans le passé, les scientifiques pensaient que les cellules souches adultes ne pouvaient se différencier qu'en fonction de leur tissu d'origine. Cependant, certaines preuves suggèrent maintenant qu'ils peuvent se différencier pour devenir également d'autres types de cellules.
Cellules souches embryonnaires
Dès le tout début de la grossesse, après que le sperme féconde l'ovule, un embryon se forme.
Environ 3 à 5 jours après la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde, l'embryon prend la forme d'un blastocyste ou d'une boule de cellules.
Le blastocyste contient des cellules souches et s'implantera plus tard dans l'utérus. Les cellules souches embryonnaires proviennent d'un blastocyste âgé de 4 à 5 jours.
Lorsque les scientifiques prélèvent des cellules souches d'embryons, il s'agit généralement d'embryons supplémentaires résultant d'une fécondation in vitro (FIV).
Dans les cliniques de FIV, les médecins fécondent plusieurs ovules dans un tube à essai, pour s'assurer qu'au moins un survit. Ils implanteront ensuite un nombre limité d'ovules pour démarrer une grossesse.
Lorsqu'un spermatozoïde féconde un ovule, ces cellules se combinent pour former une seule cellule appelée zygote.
Ce zygote unicellulaire commence alors à se diviser, formant 2, 4, 8, 16 cellules, et ainsi de suite. Maintenant, c'est un embryon.
Bientôt, et avant l'implantation de l'embryon dans l'utérus, cette masse d'environ 150 à 200 cellules est le blastocyste. Le blastocyste se compose de deux parties:
- une masse cellulaire externe qui fait partie du placenta
- une masse cellulaire interne qui se développera dans le corps humain
La masse cellulaire interne est l'endroit où se trouvent les cellules souches embryonnaires. Les scientifiques appellent ces cellules totipotentes. Le terme totipotent fait référence au fait qu'ils ont un potentiel total de se développer en n'importe quelle cellule du corps.
Avec la bonne stimulation, les cellules peuvent devenir des cellules sanguines, des cellules cutanées et tous les autres types de cellules dont un corps a besoin.
Au début de la grossesse, le stade du blastocyste se poursuit pendant environ 5 jours avant que l'embryon ne s'implante dans l'utérus ou l'utérus. À ce stade, les cellules souches commencent à se différencier.
Les cellules souches embryonnaires peuvent se différencier en plus de types de cellules que les cellules souches adultes.
Cellules souches mésenchymateuses (CSM)
Les CSM proviennent du tissu conjonctif ou du stroma qui entoure les organes du corps et d’autres tissus.
Les scientifiques ont utilisé les CSM pour créer de nouveaux tissus corporels, tels que les os, le cartilage et les cellules graisseuses. Ils peuvent un jour jouer un rôle dans la résolution d'un large éventail de problèmes de santé.
Cellules souches pluripotentes induites (iPS)
Les scientifiques les créent dans un laboratoire, en utilisant des cellules cutanées et d'autres cellules spécifiques aux tissus. Ces cellules se comportent de la même manière que les cellules souches embryonnaires, elles pourraient donc être utiles pour développer une gamme de thérapies.
Cependant, plus de recherche et développement sont nécessaires.
Pour faire pousser des cellules souches, les scientifiques extraient d'abord des échantillons de tissu adulte ou d'un embryon. Ils placent ensuite ces cellules dans une culture contrôlée où elles se diviseront et se reproduiront sans se spécialiser davantage.
Les cellules souches qui se divisent et se reproduisent dans une culture contrôlée sont appelées une lignée de cellules souches.
Les chercheurs gèrent et partagent des lignées de cellules souches à des fins différentes. Ils peuvent inciter les cellules souches à se spécialiser d'une manière particulière. Ce processus est connu sous le nom de différenciation dirigée.
Jusqu'à présent, il était plus facile de cultiver un grand nombre de cellules souches embryonnaires que de cellules souches adultes. Cependant, les scientifiques font des progrès avec les deux types de cellules.
Types de cellules souches
Les chercheurs classent les cellules souches en fonction de leur potentiel à se différencier en d'autres types de cellules.
Les cellules souches embryonnaires sont les plus puissantes, car leur travail consiste à devenir tous les types de cellules du corps.
La classification complète comprend:
Totipotent: Ces cellules souches peuvent se différencier en tous les types de cellules possibles. Les premières cellules qui apparaissent lorsque le zygote commence à se diviser sont totipotentes.
Pluripotent: ces cellules peuvent se transformer en presque n'importe quelle cellule. Les cellules de l'embryon précoce sont pluripotentes.
Multipotent: ces cellules peuvent se différencier en une famille de cellules étroitement liée. Les cellules souches hématopoïétiques adultes, par exemple, peuvent devenir des globules rouges et blancs ou des plaquettes.
Oligopotent: Ceux-ci peuvent se différencier en quelques types de cellules différents. Les cellules souches lymphoïdes ou myéloïdes adultes peuvent le faire.
Unipotent: Ceux-ci ne peuvent produire que des cellules d'un type, qui est leur propre type. Cependant, ce sont toujours des cellules souches car elles peuvent se renouveler. Les exemples incluent les cellules souches musculaires adultes.
Les cellules souches embryonnaires sont considérées comme pluripotentes au lieu de totipotentes car elles ne peuvent pas faire partie des membranes extra-embryonnaires ou du placenta.
Les usages
Les cellules souches elles-mêmes ne servent aucun but unique, mais sont importantes pour plusieurs raisons.
Premièrement, avec la bonne stimulation, de nombreuses cellules souches peuvent assumer le rôle de n'importe quel type de cellule, et elles peuvent régénérer les tissus endommagés, dans les bonnes conditions.
Ce potentiel pourrait sauver des vies ou réparer les blessures et les lésions tissulaires chez les personnes après une maladie ou une blessure. Les scientifiques voient de nombreuses utilisations possibles des cellules souches.
Régénération tissulaire
La régénération tissulaire est probablement l'utilisation la plus importante des cellules souches.
Jusqu'à présent, une personne qui avait besoin d'un nouveau rein, par exemple, devait attendre un donneur puis subir une transplantation.
Il y a une pénurie d'organes de donneurs mais, en demandant aux cellules souches de se différencier d'une certaine manière, les scientifiques pourraient les utiliser pour cultiver un type de tissu ou un organe spécifique.
Par exemple, les médecins ont déjà utilisé des cellules souches juste sous la surface de la peau pour fabriquer de nouveaux tissus cutanés. Ils peuvent ensuite réparer une brûlure grave ou une autre blessure en greffant ce tissu sur la peau endommagée, et une nouvelle peau repoussera.
Traitement des maladies cardiovasculaires
En 2013, une équipe de chercheurs du Massachusetts General Hospital a rapporté PNAS Early Edition qu'ils avaient créé des vaisseaux sanguins chez des souris de laboratoire, en utilisant des cellules souches humaines.
Dans les 2 semaines suivant l'implantation des cellules souches, des réseaux de vaisseaux sanguins se sont formés. La qualité de ces nouveaux vaisseaux sanguins était aussi bonne que les vaisseaux naturels voisins.
Les auteurs espéraient que ce type de technique pourrait éventuellement aider à traiter les personnes atteintes de maladies cardiovasculaires et vasculaires.
Traitement des maladies cérébrales
Les médecins pourront peut-être un jour utiliser des cellules et des tissus de remplacement pour traiter des maladies du cerveau, telles que la maladie de Parkinson et d’Alzheimer.
Dans la maladie de Parkinson, par exemple, les lésions des cellules cérébrales entraînent des mouvements musculaires incontrôlés. Les scientifiques pourraient utiliser des cellules souches pour reconstituer le tissu cérébral endommagé. Cela pourrait ramener les cellules cérébrales spécialisées qui arrêtent les mouvements musculaires incontrôlés.
Les chercheurs ont déjà essayé de différencier les cellules souches embryonnaires en ces types de cellules, les traitements sont donc prometteurs.
Thérapie de déficience cellulaire
Les scientifiques espèrent un jour pouvoir développer des cellules cardiaques saines dans un laboratoire qu'ils pourront transplanter chez des personnes atteintes de maladies cardiaques.
Ces nouvelles cellules pourraient réparer les lésions cardiaques en repeuplant le cœur avec des tissus sains.
De même, les personnes atteintes de diabète de type I pourraient recevoir des cellules pancréatiques pour remplacer les cellules productrices d'insuline que leur propre système immunitaire a perdues ou détruites.
Le seul traitement actuel est une transplantation pancréatique, et très peu de pancréas sont disponibles pour la transplantation.
Traitements des maladies du sang
Les médecins utilisent désormais couramment des cellules souches hématopoïétiques adultes pour traiter des maladies telles que la leucémie, la drépanocytose et d'autres problèmes d'immunodéficience.
Les cellules souches hématopoïétiques se trouvent dans le sang et la moelle osseuse et peuvent produire tous les types de cellules sanguines, y compris les globules rouges qui transportent l'oxygène et les globules blancs qui combattent la maladie.
Donner ou récolter des cellules souches
Les gens peuvent donner des cellules souches pour aider un être cher, ou peut-être pour leur propre usage à l'avenir.
Les dons peuvent provenir des sources suivantes:
Moelle osseuse: ces cellules sont prélevées sous anesthésie générale, généralement de la hanche ou de l'os pelvien. Les techniciens isolent ensuite les cellules souches de la moelle osseuse pour stockage ou don.
Cellules souches périphériques: Une personne reçoit plusieurs injections qui font que sa moelle osseuse libère des cellules souches dans le sang. Ensuite, le sang est retiré du corps, une machine sépare les cellules souches et les médecins renvoient le sang dans le corps.
Sang du cordon ombilical: Les cellules souches peuvent être prélevées sur le cordon ombilical après l'accouchement, sans nuire au bébé. Certaines personnes donnent du sang de cordon et d'autres le stockent.
Cette récolte de cellules souches peut être coûteuse, mais les avantages pour les besoins futurs incluent:
- les cellules souches sont facilement accessibles
- moins de chances que le tissu transplanté soit rejeté s'il provient du propre corps du receveur
Recherche et découverte scientifique
Les cellules souches sont utiles non seulement comme thérapies potentielles, mais également à des fins de recherche.
Par exemple, les scientifiques ont découvert que l'activation ou la désactivation d'un gène particulier pouvait le faire se différencier. Le savoir les aide à rechercher quels gènes et quelles mutations provoquent quels effets.
Armés de ces connaissances, ils pourront peut-être découvrir les causes d'un large éventail de maladies et d'affections, dont certaines n'ont pas encore de traitement.
La division et la différenciation cellulaires anormales sont responsables de conditions qui incluent le cancer et les incapacités congénitales qui découlent de la naissance. Savoir ce qui fait que les cellules se divisent de manière incorrecte peut conduire à un remède.
Les cellules souches peuvent également aider au développement de nouveaux médicaments. Au lieu de tester des médicaments sur des volontaires humains, les scientifiques peuvent évaluer comment un médicament affecte les tissus normaux et sains en le testant sur des tissus issus de cellules souches.
Vidéo: Que sont les cellules souches?
Regardez la vidéo pour en savoir plus sur les cellules souches.
Controverse
Il y a eu une certaine controverse au sujet de la recherche sur les cellules souches. Cela concerne principalement les travaux sur les cellules souches embryonnaires.
Utilisation d'embryons pour les cellules souches
L'argument contre l'utilisation de cellules souches embryonnaires est que cela détruit un blastocyste humain et que l'œuf fécondé ne peut pas se développer en une personne.
De nos jours, les chercheurs recherchent des moyens de créer ou d'utiliser des cellules souches qui n'impliquent pas d'embryons.
Mélanger les humains et les animaux
La recherche sur les cellules souches implique souvent l'insertion de cellules humaines dans des animaux, tels que des souris ou des rats. Certaines personnes soutiennent que cela pourrait créer un organisme en partie humain.
Dans certains pays, il est illégal de produire des lignées de cellules souches embryonnaires. Aux États-Unis, les scientifiques peuvent créer ou travailler avec des lignées de cellules souches embryonnaires, mais il est illégal d'utiliser des fonds fédéraux pour rechercher des lignées de cellules souches créées après août 2001.
Thérapie par cellules souches et réglementation FDA
Certaines personnes proposent déjà des «thérapies à base de cellules souches» à des fins diverses, telles que des traitements anti-âge.
Cependant, la plupart de ces utilisations ne sont pas approuvées par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Certains d'entre eux peuvent être illégaux et certains peuvent être dangereux.
Quiconque envisage un traitement par cellules souches doit vérifier auprès du fournisseur ou de la FDA que le produit est approuvé et qu'il a été fabriqué d'une manière conforme aux normes de la FDA en matière de sécurité et d'efficacité.
