Cellules souches et thérapie cellulaire

Remplacer des cellules déficientes ou disparues par des cellules saines, tel est le défi de la thérapie cellulaire.

Les thérapies cellulaires désignent les greffes de cellules visant à restaurer les fonctions d’un tissu ou d’un organe lorsqu’elles sont altérées par un accident, une pathologie ou le vieillissement. Ces thérapies ont bénéficié des avancées scientifiques récentes sur les cellules souches et nourrissent chez des millions de patients l’espoir d’une médecine régénérative.

Les cellules souches ont deux propriétés principales : l’autorenouvellement (elles se multiplient en donnant de nouvelles cellules souches) et la différenciation (selon certaines conditions de milieu, elles produisent des cellules spécialisées, par exemple de foie, de pancréas, de peau, de muscle, etc.). On les trouve dans l’embryon, le fœtus, le sang de cordon et divers tissus de l’individu après sa naissance. Mais les cellules souches dites adultes (c’est-à-dire de l’individu après sa naissance) ont un moindre potentiel de renouvellement et de différenciation que les cellules souches embryonnaires, dites "totipotentes" (elles sont capables de produire les 200 familles cellulaires spécialisées de notre organisme). Ces dernières ont été pour la première fois isolées et cultivées chez l’homme en 1998. Neuf ans plus tard, en 2007, la recherche a franchi un nouveau pas en produisant une cellule souche pluripotente à partir d’une cellule adulte (cellules iPS), par manipulation génétique.

Résultats de la différenciation striatale in vitro de cellules souches embryonnaires humaines (lignée SA001) après 68 jours in vitro

Résultats de la différenciation striatale in vitro de cellules souches embryonnaires humaines (lignée SA001) après 68 jours in vitro. Les noyaux cellulaires sont marqués en bleu, la population de neurones en vert.

Les greffes cellulaires ont déjà une histoire ancienne. Pratiquées couramment depuis plusieurs dizaines d'années, les greffes de moelle osseuse sont ainsi destinées au traitement des maladies du sang comme par exemple les leucémies et les anémies.

Les greffes autologues, réalisées à partir de cellules du malade lui-même, ne posent pas de problème d'immunotolérance. Les cellules souches adultes de la moelle osseuse donnent ainsi naissance à tous les types de cellules sanguines, les hématies (globules rouges), les leucocytes (globules blancs) et les plaquettes sanguines. Avant un prélèvement de sang périphérique, on administre au donneur des facteurs de croissance qui induisent la prolifération des cellules souches et leur sortie de la moelle osseuse dans la circulation générale. Le sang du donneur est alors ″enrichi" en cellules souches, ce qui va amplifier les effets de la transfusion chez le receveur.

Autre exemple : la peau. Comme dans le cas des greffes de cellules médullaires, la greffe d'épiderme fait appel aux cellules du receveur lui-même, cette autogreffe éliminant les risques de rejet. En vue de la greffe, on met en culture un petit fragment de peau afin d'en obtenir une plus grande surface. Les cellules greffées sont des kératinocytes, cellules de la couche externe de notre peau, et des cellules souches de la peau.

Les muscles contiennent des cellules souches susceptibles de se multiplier, les myoblastes. Elles sont même capables d'assurer des fonctions un peu différentes de leur destinée naturelle. Ainsi des cellules musculaires ont-elles été greffées dans un cœur partiellement détruit par un infarctus : elles ont commencé à se contracter au rythme des cellules cardiaques, première étape de restauration de l'activité du cœur. En France, des essais ont ainsi été menés ces dernières années dans trois indications : l’infarctus du myocarde, l'insuffisance cardiaque et l’artériopathie des membres inférieurs. Compte tenu du pouvoir de différenciation des cellules souches, on envisage l’application de la thérapie cellulaire aux pathologies les plus répandues dans nos sociétés : greffes de cellules pancréatiques pour délivrer de l'insuline à des patients diabétiques, greffes neurales visant à soigner les maladies neurodégénératives, etc. Mais ces applications cliniques au potentiel immense demandent en amont une recherche fondamentale soutenue pour comprendre en détail les mécanismes d’autorenouvellement, de différenciation et de prolifération des cellules souches, c’est-à-dire leur cycle de vie dans les tissus où l’on souhaite les implanter.

Pour aller plus loin

Les associations de malades

Communiqués de presse

Colonie de cellules souches induites à la pluripotence, reprogrammées à partir de fibroblastes adultes humains normaux

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