Les cellules souches, avec leur capacité à se transformer, semblent être un merveilleux remède contre de nombreuses maladies. Découvrez ce que sont les cellules souches, quelles maladies les cellules souches sont-elles actuellement utilisées pour traiter et quelles sont les perspectives de développement de la thérapie par cellules souches? D'où vient le scepticisme des spécialistes?
Les cellules souches ont la capacité de se transformer en d'autres types de cellules. La thérapie par cellules souches est certainement l'un des concepts les plus accrocheurs et les plus prometteurs de la médecine moderne. Il semblerait que la liste de leurs applications médicales devrait être interminable - réparation de tissus endommagés, croissance d'organes de remplacement ...
Cependant, les faits sont différents. Bien que les origines de la recherche sur les cellules souches remontent aux années 1960, leur utilisation se limite jusqu'à présent à quelques indications bien définies.
Il existe de nombreuses idées pour l'utilisation des cellules souches, mais leur introduction à un usage clinique est limitée par un certain nombre de facteurs, parmi lesquels la question de la sécurité de ce type de thérapie vient au premier plan.
Que sont les cellules souches?
Les cellules souches sont essentielles à la formation du corps humain. Aux premiers stades de développement, l'embryon humain est entièrement constitué de cellules souches. Au fil du temps, ils subissent des changements, donnant naissance à toutes les lignées cellulaires qui composent le corps humain.
Le deuxième rôle important des cellules souches est de coloniser certains tissus d'un organisme mature et d'agir comme un «entrepôt». Si nécessaire, ils sont capables de se transformer en cellules d'un tissu donné qui meurent ou sont endommagées. Cependant, cela n'est possible qu'avec certains tissus.
Ainsi, les cellules souches sont les cellules qui ont la capacité de se transformer en d'autres types de cellules plus spécialisés.
La caractéristique la plus importante des cellules souches qui les distingue des autres cellules est la façon dont elles se divisent.
Pendant la division, la cellule souche peut se différencier, c'est-à-dire qu'elle crée une cellule fille d'un type spécifique (par exemple, un muscle, un nerf ou une cellule épithéliale).
Il existe différents types de cellules souches, en fonction de leur nature: certaines peuvent se transformer en n'importe quel type de cellule fille, tandis que d'autres ne sont capables de produire que des cellules qui composent un certain type de tissu (plus à ce sujet ci-dessous).
La deuxième caractéristique importante des cellules souches est également liée à leur division. Lors de la formation d'une cellule fille, la cellule mère ne disparaît pas sans laisser de trace. En cours de division, une autre cellule souche se forme, identique à la "cellule mère".
Ainsi, l'effet d'une division de cellules souches est une cellule souche et une cellule fille spécialisée.
Ce mécanisme s'appelle l'auto-renouvellement. Grâce à lui, les cellules souches ne «s'usent» pas et ne permettent pas à la taille de leur pool de diminuer.
Types de cellules souches
Comme déjà mentionné, les cellules souches peuvent se transformer en d'autres types de cellules lorsqu'elles se divisent. Une cellule souche peut-elle alors devenir une cellule fille? Et bien non.
Les cellules souches sont divisées en quatre sous-groupes, en fonction de l'ampleur du spectre des cellules pouvant résulter de leur division.
Les cellules souches qui construisent l'embryon humain sont capables de donner naissance à toutes sortes de lignées cellulaires. À leur tour, certaines cellules souches qui habitent les tissus d'un être humain adulte ne peuvent se transformer qu'en un type strictement défini de cellules qui construisent un tissu donné.
La division des cellules souches en raison de la possibilité de créer une variété de cellules filles est la suivante:
- cellules souches totipotentes
Ce sont des cellules avec le potentiel de différenciation le plus large et peuvent se transformer en n'importe quel type de cellules filles. Les cellules totipotentes forment un zygote (une cellule résultant de la fécondation d'un ovule par un spermatozoïde), et un embryon aux premiers stades de son développement. Tous les types de cellules qui composent le corps humain peuvent être créés à partir de cellules totipotentes.
- cellules souches pluripotentes
Les cellules pluripotentes peuvent également se transformer en de nombreux types de cellules. Cependant, les cellules placentaires sont une exception. Les cellules pluripotentes forment ce qu'on appelle nœud embryonnaire, qui est l'une des structures formées au cours de la première semaine de développement de l'embryon.
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Les cellules pluripotentes du nœud embryonnaire donnent naissance à trois soi-disant les couches germinales, à partir desquelles tous les tissus de notre organisme se développent plus tard. Bien que les noms des couches germinales semblent un peu compliqués (ectoderme, mésoderme et endoderme), les tissus formés à partir de celles-ci sont connus de tous.
L'ectoderme est la peau et le système nerveux, le mésoderme est le système circulatoire et musculo-squelettique et l'endoderme est le système respiratoire et la majeure partie du système digestif.
- cellules souches multipotentes
Les cellules multipotentes sont un groupe de cellules souches avec un potentiel de différenciation légèrement plus étroit. Bien qu'ils puissent encore produire plusieurs types de cellules, ce sont généralement des cellules d'un type similaire. L'exemple phare de cellules de ce sous-groupe sont les cellules multipotentes de la moelle osseuse, également appelées cellules souches hématopoïétiques. Ils peuvent se transformer en n'importe quelle cellule sanguine, comme les globules rouges ou divers types de leucocytes. Cependant, ils ne sont pas capables de produire des cellules qui construisent d'autres tissus.
- cellules souches unipotentes
Ce type de cellule ne peut devenir qu'un type de fille. Habituellement, les cellules unipotentes agissent comme un réservoir pour le renouvellement et la réparation des tissus adultes. Un exemple de cellules unipotentes sont les cellules souches épidermiques, présentes dans la peau humaine.
Où peut-on obtenir des cellules souches
L'obtention de cellules souches est fondamentalement possible de deux manières.
Leur première source est l'embryon humain à partir duquel les soi-disant cellules souches embryonnaires sont isolées. Ce sont des cellules de nature totipotente ou pluripotente, et donc capables de se différencier en tous types de tissus.
Le deuxième type de cellule souche est appelé cellules souches somatiques (ou cellules souches "adultes"). Ce type de cellule provient - comme son nom l'indique - du corps humain adulte.
Dans des conditions normales, ce sont des cellules qui habitent divers organes
- moelle
- muscles
- le foie
- la peau
- vaisseaux sanguins
Dans ces organes, les cellules souches agissent comme un réservoir, permettant la régénération des tissus endommagés.
Il n'est pas difficile de deviner que les cellules souches somatiques ont un potentiel de différenciation plus limité que celles des cellules souches embryonnaires. Les cellules provenant d'un organisme adulte sont multipotentes ou unipotentes, c'est-à-dire qu'elles peuvent se transformer en cellules d'un type similaire, voire en un seul type de cellule fille.
Trouver et obtenir des cellules souches somatiques dans un corps adulte est tout un défi. Le nombre de ces types de cellules dans les tissus est très faible.
Une fois collectés, ils sont très difficiles à cultiver dans des conditions de laboratoire, il est donc difficile d'en obtenir de plus grandes quantités.
Jusqu'à présent, les cellules souches adultes ne sont obtenues qu'à partir de quelques sources. Pour les cellules souches hématopoïétiques, ce sont:
- moelle
- sang périphérique
- sang de cordon ombilical
À son tour, à partir du tissu adipeux et de la moelle osseuse, vous pouvez obtenir le soi-disant Les cellules souches mésenchymateuses. Ils peuvent se développer en différents types de tissus:
- OS
- cartilagineux
- muscle
- tissu adipeux
Les thérapies utilisant des cellules souches mésenchymateuses sont encore en phase de recherche - leur innocuité et leur efficacité n'ont pas été confirmées jusqu'à présent.
Il convient de mentionner un autre type de cellules souches, qui est une sorte d'hybride des deux ci-dessus. C'est appelé cellules souches pluripotentes induites.
Ce sont des cellules souches obtenues à partir d'un organisme adulte qui ont été reprogrammées en laboratoire pour leur donner les caractéristiques des cellules germinales.
Utilisations actuelles des cellules souches
Puisque nous connaissons déjà les types et les possibilités de différenciation des cellules souches, la question demeure: lesquelles d'entre elles et comment sont-elles utilisées en médecine?
- cellules souches embryonnaires
Les cellules souches embryonnaires ne sont approuvées pour aucun type de thérapie. Pourquoi? Voici quelques raisons.
Premièrement, leur utilisation implique des dilemmes éthiques. Les cellules souches embryonnaires sont obtenues à partir d'embryons destinés à la recherche, le plus souvent créés lors de procédures de fécondation in vitro. Les questions éthiques sont l'un des facteurs limitant les progrès de la recherche sur les cellules souches ainsi obtenues.
Le deuxième obstacle à l'utilisation des cellules germinales est purement scientifique. Ce sont des cellules avec un grand potentiel de différenciation qui peuvent se transformer en n'importe quel type de cellules filles. Jusqu'à présent, aucune méthode n'a été trouvée pour contrôler leur comportement.
Les cellules souches embryonnaires, après implantation dans le corps humain, forment des tumeurs composées de diverses cellules disposées au hasard. Ces types de tumeurs sont appelés tératomes (tératome latin). Nous recherchons constamment des moyens de diriger les cellules germinales de manière à ce qu'elles se transforment en tissu souhaité.
L'utilisation de cellules souches embryonnaires est également associée au risque de rejet - elles constituent un corps étranger (similaire à une greffe d'organe d'un donneur non apparenté).
Le risque est beaucoup plus faible lors de l'utilisation de cellules souches adultes qui sont données et reçues par le même patient. Nous appelons cette procédure une greffe autologue.
- cellules souches adultes
Bien que l'utilisation de cellules souches adultes soit également associée à de nombreuses limitations, seul ce type de cellules souches a jusqu'à présent été utilisé en médecine. L'obtention de cellules souches adultes ne nécessite pas de culture d'embryons, elle soulève donc beaucoup moins de dilemmes moraux. Les cellules souches adultes sont utilisées dans les types de thérapie suivants:
- greffe de cellules souches hématopoïétiques
La greffe de cellules souches hématopoïétiques est actuellement la seule thérapie de routine par cellules souches utilisée avec succès dans le monde entier. La dite Les greffes de moelle osseuse sont une méthode de traitement de nombreuses maladies hématologiques.
Premièrement, ils sont utilisés chez les patients présentant des déficits immunitaires primaires, qui sont des anomalies héréditaires du système immunitaire. Une greffe de moelle osseuse est souvent le seul moyen pour eux d'obtenir des cellules immunitaires fonctionnant correctement.
Le deuxième groupe de patients pouvant nécessiter une greffe de cellules souches hématopoïétiques est celui dont la moelle osseuse a été endommagée, par exemple à la suite d'un traitement anticancéreux agressif.
Une telle situation peut être souhaitable dans le cas de cancers du sang (par exemple, leucémies), où le but de la thérapie est de détruire le système hématopoïétique couvert par le processus néoplasique, et sa reconstruction ultérieure à l'aide de cellules souches implantées.
- traitement des plaies étendues à l'aide de cellules souches épidermiques
Les cellules souches épidermiques sont un moyen de guérir les plaies à grande échelle telles que les brûlures.
L'ensemble de la procédure est la suivante: tout d'abord, les cellules souches épidermiques sont collectées à partir d'un fragment de la peau saine du patient.
Ensuite, ces cellules sont soumises à une culture en laboratoire dans des conditions permettant leur multiplication extensive.
Après avoir obtenu le nombre approprié de cellules, elles sont placées sur la surface de la plaie.
Un avantage supplémentaire de la thérapie est que le corps du patient ne peut pas rejeter un tel «pansement» - il a été fait de ses propres cellules.
- traitement ophtalmique avec l'utilisation de cellules souches limbiques cornéennes
Une autre thérapie utilisant des cellules souches a été approuvée relativement récemment. C'est un médicament contenant des cellules souches limbiques cornéennes, qui permet la reconstruction de l'épithélium cornéen (la couche avant, externe du globe oculaire).
Comme dans le cas précédent, la «source» des cellules est le patient lui-même, et plus précisément son œil sain.
Une fois les cellules souches collectées, elles sont multipliées en laboratoire puis administrées à l'œil affecté. Une indication pour l'utilisation de la thérapie est la carence en cellules souches limbiques cornéennes, par exemple en raison de dommages causés par une substance chimique.
L'avenir des cellules souches
Le texte ci-dessus résume les utilisations actuelles et, comme vous pouvez le voir, très limitées des cellules souches en médecine.
La recherche dans ce domaine est complexe et les cellules souches posent encore plus de questions que de réponses.
De temps en temps, dans le monde scientifique, il y a des informations sur les découvertes décisives qui y sont liées, mais malheureusement, dans de nombreux cas, il s'avère que les résultats de recherche publiés ne sont pas vrais.
Ce fut le cas, par exemple, dans le cas de la tentative bruyante d'implanter des cellules souches de moelle osseuse dans la cicatrice post-infarctus du muscle cardiaque. Les résultats prétendument positifs d'une telle thérapie ont déclenché une avalanche d'essais supplémentaires dans d'autres centres cliniques, mais toutes les expériences se sont finalement soldées par un échec.
De nombreuses années de recherche sont nécessaires pour pouvoir utiliser les cellules souches de manière efficace et sûre en médecine.
Les scientifiques essaient constamment d'en savoir plus sur les mécanismes inhabituels de leur fonctionnement.
Quels facteurs influencent le processus de différenciation des cellules souches?
Ce processus est-il contrôlable?
Que faire pour pouvoir les multiplier efficacement?
Lesquelles des maladies incurables jusqu'à présent ont vraiment une chance d'être guéries avec cette thérapie?
Ces questions et bien d'autres font constamment l'objet de recherches.
Il convient de mentionner ici que, si les utilisations thérapeutiques des cellules souches sont limitées, elles sont utiles dans d'autres domaines de la médecine.
Un exemple est la recherche sur les processus du cancer. Les cellules souches permettent de simuler un tel processus dans des conditions de laboratoire, puis de tester des thérapies potentielles sur elles (par exemple de nouveaux médicaments anticancéreux).
Les domaines de recherche en cours sur les cellules souches comprennent, par exemple, l'utilisation dans:
- maladies neurodégénératives (par ex. maladie d'Alzheimer)
- blessures de la moelle épinière
- blessures du système musculo-squelettique
et enfin, tente de reconstruire des organes entiers (par exemple le pancréas dans le diabète de type I).
Nous devons être conscients que les cellules souches ne sont pas une panacée et que chaque application potentielle fait l'objet de recherches indépendantes et doit subir une série d'essais cliniques avant d'être approuvée.
Enfin, il convient également de mettre en garde contre les «cliniques» proposant une thérapie par cellules souches sans aucune autorisation.
Ces types d'expériences aboutissent au mieux à une perte d'argent, de santé et même de vie au pire.
Bibliographie:
- "Cellules souches adultes: espoirs et tendances de la médecine régénérative" J. Dulak et.al. Acta Biochimica Polonica, Vol. 62, No 3/2015, 329–337
- «Biologie des cellules souches: un aperçu» P. Chagastelles, N. Nardi, Kidney Int Suppl (2011). 2011 Sep; 1 (3): 63–67.
- "Cellules souches dans la cornée" Hertsenberg AJ, Funderburgh JL. Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 134: 25-41
- "Les cellules souches dans la régénération de la peau, la cicatrisation des plaies et leurs applications cliniques" Ojeh N. et.al. Int J Mol Sci. 23 octobre 2015; 16
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