top of page

Cellules Souches Humaines

     En 2006 le Professeur Yamanaka a découvert que l’expression de seulement 4 gènes permet la dédifférenciation des cellules, tels que les fribroblastes. Ces cellules passent ainsi d’un état différencié à un état pluripotent (voir le "coin des curieux" pour plus de détails sur le terme de cellule souche pluripotente et sur les cellules souches en général). Cette dédifférentiation est ainsi possible in vitro et on peut par exemple former du tissus cardiaque à partir de cellules de l’épiderme (cellules facilement accessibles).Pour cela on prélève donc des cellules adultes, on force l’expression de 4 gènes et on obtient des cellules “reprogrammées” appelées iPS, ce qui veut dire « Induced Pluripotent Stem  cells » ou « cellules souches pluripotentes induites ». Les gènes concernés sont les facteurs de transcription Oct3/4, Sox2, Klf4 et c-Myc.

 

Cette fascinante découverte a valu le prix Nobel de médecine 2012 au Professeur Yamanaka.

Mais comment forcer l’expression de ces gènes ?

     On utilise pour cela des rétrovirus, un rétrovirus c’est tout simplement un virus dont le génome est sous forme d’ARN et qui possède parmi ses enzymes la “reverse transcriptase” qui permet la transcription d’ARN viral en ADN “complémentaire”.

     

     Si tous ces noms te sont inconnus et que tu te sens déjà perdu, il est temps d’aller faire un tour dans le Coin des Curieux, acquérir ou revoir quelques bases pour mieux comprendre.

 

     Mais revenons-en à nos rétrovirus. Tout d’abord on sélectionne le gène qui nous intéresse, ensuite on supprime une partie de l’ARN du virus qui ne lui est pas essentielle et on insère à la place l’ARN correspondant à ce gène. Le rétrovirus possède donc dans son génome maintenant le gène d’intérêt.

Rétrovirus contenant les gènes utilisés pour produire des iPS

     Il faut désormais insérer ce gène dans la cellule que l’on désire dédifférencier. Pour cela on laisse tout simplement le virus infecter la cellule. Celui-ci va se lier à la cellule par des récepteurs situés sur la membrane de celle-ci, une fois accroché, il va en quelque sorte s’ouvrir et libérer les enzymes et l’ARN qu’il contient dans le cytoplasme de la cellule. La reverse transcriptase, une des enzymes contenues dans le rétrovirus, va transcrire l’ARN viral en ADN. Ce dernier, une fois dans le noyau, va s’intégrer au génome de la cellule hôte grâce à une autre enzyme qui porte le nom d’intégrase. Ainsi, lors de la phase de transcription le gène d’intérêt va être transcrit, puis traduit, il sera donc exprimé par la cellule.

ARN d'intérêt

ARN du rétrovirus

Reverse Transcriptase

ADN complémentaire 

à l'ARN inséré

ADN des gènes insérés

Chromosome hôte

Membrane cellulaire

Reverse Transcriptase

Insertion de l'ARN du gène d'intérêt

Infection de la cellule

Transcription de l'ARN en ADN

Intégration de l'ADN au patrimoine génétique

     Les iPS ont un potentiel énorme. Dans l’idéal elles permettent de créer n’importe quel tissu ou organe à partir de cellules de la peau. Elles sont donc faciles d’accès, ne posent pas les problèmes d’éthique des cellules souches embryonnaires et possèdent un potentiel très similaire. De plus, on peut utiliser les cellules du patient, ce qui permet d’éviter le rejet puisque l’organisme reconnaît les cellules comme cellules lui appartenant.

      Cependant, elles demeurent une découverte récente dont on ne connaît pas encore tous les potentiels et limitations mais déjà plusieurs inconvénients se sont présentés. Tout d’abord la prolifération intense tend à former des tumeurs, le facteur de transcription c-Myc s’est révélé cancérigène en effet lors d’un test sur des souris, 20% d’entre elles ont contracté des tumeurs (un taux bien plus élevé que la normale). De plus, la reprogrammation utilise, comme nous l’avons vu un vecteur viral (un rétrovirus), or il n’est pas exclu que celui-ci endommage le patrimoine génétique, et augmente le risque de cancer. Enfin les cellules iPS ont un taux de mortalité plus élevé que les cellules « normales ».

     C’est pour l’ensemble de ces raisons qu’actuellement les iPS sont surtout utilisées en laboratoire pour par exemple tester l’effet de médicaments.

Pour mieux comprendre les iPS

En 2017 !

     Une équipe de chercheurs Australiens de l’University of New South Wales, a concentré ses recherches pour créer des iMS (Induced Multipotent Stem cells ou cellules souches multipotentes induites) capables de régénérer des tissus et obtenues à partir de cellules adipeuses (graisse) ou osseuses. L’obtention se fait donc à partir de cellules adipeuses ou osseuses de l’individu adulte, ces cellules sont ensuite traitées environ deux jours avec l’azacytidine (une molécule analogue à la cytidine qui est un nucléoside, c’est-à-dire une molécule qui compose l’ADN et l’ARN) et le facteur de croissance PDGF-AB (Platelet-Derived Growth Factor). Vient ensuite un traitement de deux à trois semaines exclusivement avec le facteur de croissance. L’azacytidine est connue pour induire la plasticité cellulaire, qui est bien sûr un élément clé pour la reprogrammation des cellules. Une fois les iMS obtenues on peut les injecter au niveau du tissu endommagé par exemple, elles vont se multiplier et favoriser la croissance et la guérison.

    L’avantage cette technique est que les inconvénients principaux des iPS sont écartés. En effet, le patrimoine génétique n’est pas touché puisque aucun gène n’est inséré, de plus les tests sur les souris n’ont pas montré d’augmentation de cancers significative.

    L’expérimentation sur l’homme de ce nouveau type de cellules souches qui permettrait la réparation de cartilage, os et muscle devrait commencer dès fin 2017 !

Pour mieux comprendre les iMS

bottom of page