Cellules souches

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Posté par woody 13/03/2009 @ 20:17

Tags : cellules souches, clonage , génétique, sciences de la vie, science

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Banque de cellules souches issues du sang de cordon

Il existe dans le monde - surtout dans les pays anglosaxons - environ 134 banques de cellules souches issues du sang de cordon qui sont des établissements privés.

Leur implantation en Europe est strictement interdite en France, en Italie et en Espagne, pour le moment. Cependant, dans ces pays-là, le prélèvement de sang de cordon est autorisé. Le sang est ensuite expédié à l'étranger, où les cellules souches isolées seront stockées. Ces banques sont plus moins reconnues par les autorités de leur pays. C'est pourquoi il faut bien se renseigner avant de souscrire un contrat avec l'une d'elle.

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Cellule souche

Un zygote : spirogyra sp.(zygnematales).

En biologie, une cellule souche (ou cellule indifférenciée) est une cellule qui, d'une part, peut donner des cellules spécialisées par différenciation cellulaire et, d'autre part, peut virtuellement se renouveler indéfiniment.

La cellule la plus indifférenciée est le zygote ou ovule fécondé, puisque de cet œuf va découler l'ensemble des cellules d'un organisme.

Les cellules souches seraient par exemple en partie responsables de la régénération des membres chez certains animaux. Ce phénomène est très répandu parmi les métazoaires mais il apparaît aussi chez certains vertébrés (comme le lézard ou la salamandre). Des expériences effectuées sur les rats montrent que ces cellules sont capables de se différencier en un type de cellule donné et donc de restaurer des organes. C'est la thérapie cellulaire.

Les cellules souches sont présentes au stade embryonnaire, et dans l'organisme adulte. Cependant elles sont beaucoup plus rares dans l'organisme adulte (citons les cellules souches hématopoïétiques régénérant en continu les cellules du sang, les cellules souches intestinales, les cellules souches nerveuses dans des régions précises du cerveau (hippocampe, zone subventriculaire)). Étant donné les avantages qu'elles présentent, le clonage thérapeutique est donc apparu afin d'en fabriquer.

Cependant, chez les animaux, chaque tissu a ce qu'on appelle des cellules souches, ces cellules souches sont moins pluripotentes que les cellules souches embryonnaires c'est-à-dire qu'en se différenciant elles ne peuvent pas, en général donner un autre type de tissus que celui qu'elles doivent régénérer (voir Cellule souche animale). Elles peuvent se différencier dans l'ensemble des cellules qui constitue le tissu donné, par exemple quand on parle du tissu sanguin qui contient les cellules sanguines, on parle de la cellule souche hématopoïétique (CSH) qui permettent à elles seules de recréer toutes les cellules sanguines, cependant le plus souvent les cellules souches d'un tissu sont contenues dans ce tissu.

De manière générale, les cellules souches sont présentes chez tous les êtres vivants pluricellulaires. Elles jouent en effet un rôle très important dans le développement des organismes ainsi que dans leur maintien.

En médecine, les cellules souches animales et en particulier les cellules souches humaines font l'objet de beaucoup de recherches actuellement, notamment en vue de régénérer des tissus voire de créer de toute pièce des tissus et organes. L'origine des cellules pose aussi des problèmes d'éthique, en raison de la principale source de cellules souches : l'embryon. Heureusement de nouvelles sources (beaucoup plus pratiques) de cellules souches ont été découvertes, comme les cellules du sang de cordon ombilical, ou des cellules souches dans le tissu adipeux (même une personne mince peut fournir un litre de graisse !).

Dans un futur proche, les cellules souches pourraient servir à soigner des maladies cérébrales telles que la maladie d'Alzheimer.

Cependant, ces cellules souches ont été récemment impliquées dans des origines de cancers. En effet, les cellules souches seraient les seules à avoir la possibilité de muter suffisamment pour devenir des cellules cancéreuses, en raison du temps nécessaire à ces mutations - plusieurs années - alors que les cellules différenciées ont une espérance de vie de quelques semaines seulement), et sont aussi responsables des récidives de cancers. Ces études jettent donc une ombre sur ces cellules tant vantées.

Dans le cas de cancers, une cellule indifférenciée est une cellule qui a perdu son caractère différencié, principalement par le dérèglement du programme génétique spécifique qu'elle avait acquis. Ainsi une cellule nerveuse cancéreuse, par exemple, ne possède plus les caractères du neurone. Ce phénomène s'accompagne d'une multiplication anarchique car les cellules concernées ne répondent plus aux signaux régulateurs. Il y a perte par exemple de l'inhibition de croissance par contact, un processus stoppant la prolifération d'une cellule lorsque celle-ci établit un contact avec une autre cellule.

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Hwang Woo-suk

Hwang Woo-suk (15 décembre 1952 dans le comté de Buyeo, province du Chungcheong du Sud - ) est un scientifique sud-coréen réputé pour ses recherches sur les cellules souches. En décembre 2005, ses travaux sont considérés suspect, pour ne pas dire faux. Le 23 décembre, une commission d'enquête affirme que ses résultats ont été falsifiés. Le 12 mai 2006, il est officiellement inculpé par les autorités sud-coréennes.

Hwang est professeur au département de thériogénologie et de biotechnologie de l'Université nationale de Séoul.

En 2004, Hwang et son équipe publient un article dans le magazine Science annonçant qu'ils sont les premiers au monde à réussir à cloner un embryon humain pour la recherche scientifique (production de cellules-souches). En mai 2005, Hwang publie un second article affirmant qu'il a réussi à produire 11 lignées de cellules souches, chacune à partir d'une personne différente. Ce travail laisse alors entrevoir l'avènement d'une nouvelle ère thérapeutique, au plus près du malade et de la maladie, caractérisée par la production de cellules souches issues de et destinées à des personnes malades, dans le but de guérir leurs organes dysfonctionnels sans risques de rejets par exemple. Hwang fait la une de l'actualité quand il critique la politique du président des États-Unis sur la recherche des cellules souches.

Le 3 août 2005, Hwang et son équipe clonent pour la première fois au monde un chien. Le chiot, un lévrier afghan, s'appelle Snuppy.

En novembre 2005, le Pr. Gerald Schatten de Pittsburgh, avec qui il travaillait depuis deux ans, l'accuse de ne pas respecter certaines règles éthiques : il aurait utilisé des ovocytes de jeunes femmes rémunérées, sans expliquer l'emploi qui devait en être fait. Cette prise de position marque le début d'une polémique qui va s'amplifier rapidement jusqu'à invalider les résultats les plus spectaculaires obtenus par Hwang sur le clonage de cellules humaines.

Après avoir brièvement nié les faits qui lui sont reprochés, devant l'accumulation de témoignages accablants, Hwang les reconnaît en décembre 2005 et démissionne dans les semaines qui suivent de toute ses fonctions officielles.

Entre autres choses, l'un de ses collaborateurs avait reconnu que plusieurs photos de cellules clonées étaient fausses. Hwang et les autres signataires ont demandé au magazine Science de retirer l'un de ses articles.

Le 23 décembre 2005, une commission d'enquête de l'Université de Séoul confirme que ses résultats sont falsifiés. En conséquence, l'ensemble de ses travaux sur le clonage de cellules humaines est maintenant considéré comme suspect. La commission n'invalide cependant pas les résultats de Hwang sur le chien Snuppy, dont le caractère de clone a été confirmé indépendamment par une étude conduite au NIH.

Le 29 décembre 2005, un enquêteur a annoncé qu'aucun des onze clones spécifiques que Hwang a affirmé avoir créés n'existe. Le gouvernement sud-coréen aurait également tenté, par crainte du scandale, de suborner les scientifiques qu'ils soupçonnaient de pouvoir alerter l'opinion.

Le 12 mai 2006, il est inculpé par les autorités sud-coréennes pour « fraude, détournement de fonds et violation des lois sur la bioéthique ».

Selon une étude de chercheurs américains, canadiens et japonais parue dans la revue Cell Stem Cell le 2 août 2007, et ayant eu accès à la lignée cellulaire de leurs confrères sud-coréens, le professeur Hwang et son équipe auraient toutefois bien réalisé, à leur insu, une première scientifique en obtenant in vitro des cellules souches embryonnaires humaines, mais par parthénogenèse et non par clonage.

En effet, chez les mammifères, le développement parthénogénétique ne permet ordinairement pas de créer des embryons viables.

Le protocole scientifique utilisé par le professeur Hwang rendait difficile d'opérer une distinction entre clonage et parthénogenèse, et son erreur a alors consisté à ne pas avoir procédé aux vérifications nécessaires.

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Cellule souche (médecine)

Une cellule souche est une cellule indifférenciée se caractérisant par sa capacité à engendrer des cellules spécialisées en se différenciant et sa capacité à se multiplier quasi infiniment à l'identique (autorenouvellement), notamment en culture.

On parle de cellules souches chez les animaux en particulier, mais les méristèmes des plantes en sont aussi constitués. De manière plus globale, tous les organismes pluricellulaires possèdent des cellules souches.

Les cellules souches animales et en particulier les cellules souches humaines font l'objet de beaucoup de recherches actuellement, notamment en médecine en vue de régénérer des tissus voire de créer de toute pièce des tissus et organes. L'origine des cellules souches pose aussi des problèmes d'éthique. L'article portera donc par la suite sur les cellules souches humaines en médecine.

Il faut prendre garde à ne pas utiliser le terme de « cellule souche » pour les cellules qui, bien qu'étant capables de se différencier en un ou plusieurs types cellulaires, ne peuvent pas s'autorenouveler de manière virtuellement infinie. C'est le cas notamment de la cellule-œuf fécondée et des premières cellules embryonnaires, ainsi que des « cellules progénitrices », très fréquentes dans l'organisme qui ont des capacités de division limitées.

Note: beaucoup d'auteurs considèrent qu'il n'existe pas de cellules souches multi- ou unipotentes: il s'agirait plutôt selon eux soit de cellules progénitrices, soit de cellules souches dont les capacités de différenciation ont été sous-estimées. En outre, certains auteurs utilisent le mot totipotence avec le même sens que pluripotence ; stricto sensu les cellules totipotentes (animales) ne peuvent être considérées comme étant des cellules souches, mais seulement comme des cellules indifférenciées.

Pour les recherches scientifiques ou médicales, les cellules souches humaines (et plus généralement de mammifères) peuvent aussi être classées par rapport à leur origine : embryonnaire, fœtale ou adulte.

Aussi appelées cellules ES (de l'anglais embryonic stem, « souches embryonnaires »), ce sont des cellules souches pluripotentes présentes dans l'embryon peu de temps après la fécondation jusqu'au stade de développement dit de blastocyste où elles constituent encore la masse cellulaire interne (les autres cellules du blastocyste sont les cellules du trophectoderme).

Ces cellules sont à l'origine de tous les tissus de l'organisme adulte et sont ainsi pluripotentes. Elles peuvent être isolées et cultivées in vitro à l'état indifférencié. Dans des conditions de cultures précises (mise en suspension, facteurs de croissance particuliers...), on peut orienter leur différenciation vers un type cellulaire donné (neurones, mélanocytes, cellules musculaires, cellules sanguines...). Les cellules souches embryonnaires ont été isolées et cultivées chez la souris à partir du début des années 1980 et ont permis de mettre au point la technique d'invalidation de gène par recombinaison homologue (ou knock-out) qui permet, après réintroduction de ces cellules mutées dans un embryon receveur et des croisements, d'obtenir des souris homozygotes pour une mutation dans un gène donné.

Elles sont en pratique prélevées à partir des cellules de la masse interne du blastocyste (un embryon faisant moins de 150 cellules), ce qui nécessite la destruction de l'embryon. Elles peuvent être obtenues à partir d'embryons surnuméraires congelés, issus d'une fécondation in vitro, ou par clonage (par transfert du noyau d'une cellule dans un ovule préalablement privé du sien).

Ces cellules pourraient permettre la mise au point d'une thérapie cellulaire à de nombreuses pathologies dégénératives (par exemple régénération des neurones à dopamine lésés dans la maladie de Parkinson après réintroduction dans le cerveau, réparation du tissu musculaire cardiaque endommagé après un infarctus...).

Les recherches sur les cellules souches embryonnaires ne sont actuellement pas très avancées, principalement pour des raisons éthiques. La recherche liée aux cellules souches embryonnaires humaines est fortement controversée du fait de la destruction d'un embryon, considéré d'ores et déjà par certains comme un être humain à part entière (voir bioéthique).

Les équipes de James Alexander Thomson aux États-Unis (sur des blastocystes humains) et de Shinya Yamanaka au Japon (cellules de souris) ont réussi en 2007 à dédifférencier des cellules adultes en cellules souches embryonnaires par transformation génétique.

La cellule souche fœtale est un type de cellule souche multipotente d'origine fœtale.

D'un point de vue recherche et thérapeutique, elles peuvent être prélevées sur des fœtus issus d'une interruption volontaire de grossesse. Les cellules souches fœtales ont la particularité d'être déjà orientées vers un type cellulaire particulier.

Les cellules souches adultes sont des cellules indifférenciées que l'on trouve au sein de tissus qui sont composés en majorité de cellules différenciées dans la plupart des tissus et organes adultes. Ce sont généralement des cellules multipotentes. Elles sont capables de donner naissance à différentes lignées cellulaires d'un tissu donné. Elles sont la base du renouvellement naturel d'un tissu et de sa réparation à la suite d'une lésion.

Elles sont déjà utilisées dans des traitements de plus d'une centaine de maladies. Elles sont qualifiées de somatiques (du grec σωμα sōma = le corps), et peuvent être trouvées non seulement chez les adultes, mais aussi chez les enfants et même dans le cordon ombilical.

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Thérapie cellulaire

Dans le cadre des biothérapies, la thérapie cellulaire vise à soigner des cellules ou à soigner un organisme par l'apport de cellules modifiées ou au statut particulier ; les cellules souches, dont on espère qu'elles pourraient soigner des maladies telles que Alzheimer, Parkinson, diabète, leucémie… ou faciliter les greffes ou restauration d'organes. Il faut pour cela réveiller les fonctions de codage de la cellule, les orienter vers le but recherché, et que les cellules ou organes produits soient acceptés dans l'organisme receveur (qui peut aussi être donneur).

Ces espoirs découlent notamment de la réussite récente de culture de cellules souches humaines (fin 1998) aux États-Unis, et du clonage réussi du premier mammifère adulte à partir d'une cellule adulte, mais le passage du laboratoire à la médecine courante devrait prendre une dizaine d'années au moins. Et quelques problèmes de bioéthiques sont et seront à traiter dans les années qui viennent.

Les Biothérapies sont expérimentées par l'Assistance publique / Hôpitaux de Paris.

Un traitement de certaines insuffisances cardiaques par des cellules musculaires prélevées dans la cuisse est expérimenté (essai "Magic") par Philippe Menasche (hôpital européen Georges-Pompidou, Paris).

Un traitement del'ischémie des membres inférieurs par injection de cellules de moelle osseuse du malade est expérimenté par l'hôpital européen Georges-Pompidou, avec l'hôpital Necker (Paris), celui de la Timone et de Sainte Marguerite (Marseille), sous la conduite de Joseph Emmerich. Des expériences analogues sont en cours aux CHU de Grenoble, Reims et Amiens.

On tente de soigner la maladie de Huntington par des greffes de cellules nerveuses fœtales (Dr Anne-Catherine Bachoud-Lévi (hôpital Henri-Mondor, Créteil).

L'Hôpital Pitié-Salpêtrière (service de biothérapie) à Paris, avec le Pr. David Klatzmann expérimente des thérapies géniques, dont contre le cancer et des maladies auto-immunes.

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Source : Wikipedia