Localisation des cellules souches adultes
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Par quels signaux sont-elles amenées à se diviser? Les scientifiques réussissent de mieux en mieux à identifier les cellules souches adultes dans l'organisme, à les isoler à partir de différents tissus et même, dans certains cas, à les cultiver. Les cellules souches adultes sont par contre plus difficiles à cultiver que les cellules souches embryonnaires. Les deux types de cellules se différencient non seulement par leur culture mais également par leur potentiel médical.
Si le potentiel des cellules souches embryonnaires est généralement qualifié de plus important, bien des choses s'avèrent encore difficiles à mettre en pratique.
Il en est autrement des cellules souches adultes: Des cellules souches hématopoïétiques vont être transplantées dans la moelle épinière d'un patient ayant été traité pour un cancer du sang leucémie ; elles vont ainsi rétablir une hématopoïèse normale illustration 8.
Ces cellules étaient autrefois extraites de la moelle épinière d'un donneur puis injectées dans le circuit sanguin du patient. Elles sont aujourd'hui en majeure partie directement prélevées du sang.
Les chercheurs ont également trouvé des cellules souches adultes dans d'autres tissus: Vous avez aimé cet article? Comment utiliser les cellules souches? Le sang du cordon ombilical est une bonne source de cellules souches adultes. De manière plus fondamentale, la caractérisation des cellules souches ayant un potentiel de plasticité et l'établissement d'une cartographie transcriptionnelle permettrait d'identifier dans le futur, les facteurs de transcription responsables de l'engagement de ces cellules vers une voie de différenciation donnée, ce qui pourrait représenter les bases moléculaires d'une possible médecine régénératrice future. Ces cellules semblent par ailleurs englober une population capable de rejeter de manière active le colorant Hoechst, désigné sous le terme de side population , ces cellules SP étant capables de générer une activité hématopoïétique à long-terme après greffe chez la souris [16].
Même le sang du cordon ombilical prélevé après la naissance d'un enfant est une bonne source de cellules souches adultes. Aller au contenu principal. Comment les défauts génétiques entraînent des maladies 1. Que sont les antibiotiques? Comment agissent les antibiotiques? Soigner aussi des maladies non génétiques 4.
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Les cellules souches adultes sont responsables du renouvellement et de la réparation. L'existence de cellules souches hématopoïétiques a été démontrée chez la souris de plusieurs manières, avec d'abord par le développement de la technique des CFU-S [8] puis par des expériences de greffes des cellules portant des anomalies chromosomiques radio-induites [9] et des techniques de marquage rétroviraux [10]. Des tests de détection et de quantification ont par la suite été développés permettant de définir, l'existence de populations identifiables par cytométrie de flux, qui ont ainsi pu être testées de manière fonctionnelle: Les tests de repopulation hématopoïétiques dans les conditions de dilution limite ont permis par la suite, de tester et de quantifier au sein d'une population donnée, des cellules souches désignées par le terme competitive repopulating unit ou CRU [12].
Ces tests fonctionnels permettent actuellement chez la souris, d'identifier des cellules uniques ayant les propriétés de cellules souches hématopoïétiques, comme cela a pu être montré par l'équipe de Nakauchi et al. Chez l'homme, l'existence de cellules souches hématopoïétiques a été démontré initialement dans les situations pathologiques grâce à des méthodes analysant l'inactivation du chromosome X [14].
Potentialité des cellules souches
Ces cellules semblent par ailleurs englober une population capable de rejeter de manière active le colorant Hoechst, désigné sous le terme de side population , ces cellules SP étant capables de générer une activité hématopoïétique à long-terme après greffe chez la souris [16]. Les expériences qui ont conduit à ces hypothèses ont été réalisées initialement avec l'utilisation de greffe de moelle osseuse de souris mâle chez la souris femelle, permettant la détection de cellules XY par des analyses de FISH.
Les mêmes résultats ont été par la suite confirmés par utilisation de cellules médullaires purifiées selon leur capacité d'exclusion de Hoechst les cellules SP: De manière surprenante, les cellules SP purifiées à partir du muscle pouvaient également reconstituer l'hématopoïèse chez la souris létalement irradiée, à condition de co-greffer des cellules congéniques permettant la sortie d'aplasie [21].
Ces expériences ont donc entraîné un enthousiasme majeur dans le domaine des cellules souches, avec notamment la démonstration de la capacité des cellules souches neurales de générer une hématopoïèse myélo-lymphoïde chez la souris [22]. Deux équipes ont par la suite montré qu'il était possible de générer des cellules neuronales à partir de cellules de moelle totale [23, 24] qui pouvait par ailleurs contribuer au développement de cellules hépatiques dans des situations de greffe [25].
En ce qui concerne le muscle, il a été également montré que le muscle strié murin possédait un potentiel hématopoïétique majeur, permettant la reconstitution de l'hématopoïèse chez l'animal irradié [26] figure 2. Les conditions expérimentales qui sont divergentes d'une équipe à l'autre pourraient éventuellement expliquer les résultats discordants qui ont par la suite été rapportés, avec notamment, l'absence de potentiel hématopoïétique des cellules souches neurales [27] et l'absence de plasticité des cellules hématopoïétiques [28].
Un débat s'est ainsi installé dans ce domaine de recherche depuis deux ans, portant sur les mécanismes du phénomène de plasticité, le phénotype des cellules en cause et la possibilité de survenue des artéfacts expérimentaux ainsi que la réalité de l'existence de ce phénomène chez l'homme.
Définition | Cellule souche | Futura Santé
La question majeure qui s'est initialement posée est l'existence éventuelle de cellules souches pluripotentes dans différents tissus, par rapport à un mécanisme de transdifférenciation, supposant une réelle plasticité d'une cellule différenciée figure 3. Sur le plan biologique, les deux hypothèses ne sont probablement pas mutuellement exclusives, car il existe actuellement des arguments pour l'existence de ces deux types de phénomènes dans les conditions expérimentales: Dans ce cas, il faudrait pouvoir déterminer leurs caractéristiques suivant leur origine tissulaire: Si elles sont toutes identiques, quelles sont les conditions permettant leur changement de phénotype?
Enfin, une question majeure à déterminer sera les conditions qui permettent leur mobilisation et leur circulation. À l'inverse, le phénomène de plasticité pourrait être dû à une transdifférenciation d'une cellule déjà engagé dans la différenciation vers un autre type cellulaire figure 3.
Cellule souche (médecine)
On sait par ailleurs que des cellules épithéliales adultes injectées dans des blastocytes murins peuvent contribuer à la génération de plusieurs tissus, témoignant probablement de la capacité de ces cellules de changer de phénotype [33]. Cependant, les études caryotypiques ont montré que des cellules ES-like générées de cette manière, au contact des cellules ES étaient en fait tétraploïdes, donc anormales sur le plan génétique [34, 35] malgré la démonstration de leur contribution à plusieurs tissu in vivo [35]. Peut-on donc penser que la fusion in vitro puisse expliquer l'ensemble des faits qui ont été rapportés dans les publications par de nombreuses équipes par utilisation de cellules adultes et dans les conditions in vivo?
Dans cette situation, les cellules générés sont anormales et pourraient même être tumorigènes.
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Cependant, il faut aussi, interpréter les résultats de ces études de fusion cellulaire avec précaution. Il faut d'abord souligner le fait que la fusion spontanée des cellules ES en culture est un fait connu de longue date, ce qui n'est pas le cas de cellules adultes en culture. La question majeure qui se pose à l'heure actuelle est le phénotype des cellules à l'origine de ce potentiel. Concernant le tissu musculaire, les cellules qui étaient à l'origine de la reconstitution de l'hématopoïèse chez l'animal irradié ont été le sujet d'investigations de plusieurs laboratoires.
Ce tissu contient effectivement des cellules permettant de contribuer à toutes les classes de cellules hématopoïétiques, y compris des progéniteurs, des CFU-S, des cellules quiescentes résistantes au 5-FU et des cellules souches primitives permettant de réaliser au moins trois générations de greffe chez la souris [40].
D'autres travaux, notamment de l'équipe d'Ogawa, ont également suggéré que la potentialité hématopoïétique du muscle était due à la migration de cellules de la moelle osseuse sur le fait que les cellules médullaires transplantées se localisent au niveau du muscle des receveurs avec acquisition d'un potentiel hématopoïétique de ce tissu [42]. Ces résultats suggéreraient la circulation de cellules souches de la moelle osseuse vers le muscle de manière permanente ou épisodique. Il faut cependant souligner que ces résultats sont obtenus chez l'animal greffé et qu'il n'existe aucune preuve expérimentale démontrant de manière formelle la réalité d'un tel phénomène de migration entre la moelle osseuse et le muscle à l'état basal in vivo.
Si le potentiel hématopoïétique du tissu musculaire murin est démontré, il est donc en revanche, actuellement impossible de déterminer avec certitude le type de cellules à l'origine de cette potentialité: Les difficultés expérimentales actuelles, sont liées à l'absence de marqueurs spécifiques, faute desquels il sera difficile de réaliser des manipulations à l'échelon clonal, seules valables pour démontrer la pluripotentialité d'une cellule.
Rôle des cellules souches
Cela nécessitera donc au préalable, la mise en place de protocoles de purification, avec à terme, la réalisation d'expériences à l'échelon clonal, en cours dans plusieurs laboratoires. Pour démontrer la pluripotentialité des cellules souches, il est nécessaire de réaliser des expériences à l'échelon clonal. Ces expériences ont pu être réalisées à partir de la moelle osseuse chez la souris en utilisant une technique de greffe en deux temps: Au total, le phénotype de cellules souches à l'origine de cette pluripotentialité n'est pas entièrement établi, car les expériences de greffe de cellules uniques de phénotype strictement hématopoïétique ne permettent pas de confirmer ces résultats, montrant uniquement une contribution hématopoïétique [27].