Régénérer n’importe quelle cellule humaine à partir de cellules indifférenciées provenant non pas d’un embryon, mais bien d’un tissu d’un organisme adulte vous paraît impensable ? Eh bien, cela sera peut-être bientôt possible grâce à l’équipe d’un chercheur japonais, Shinya Yamanaka, qui a mis au point une technique de développement d’un tout nouveau type de cellules : les cellules pluripotentes induites (IPS). Cette découverte lui a permis de remporter le prix Nobel de médecine en 2012 et a déjà été remarquée comme étant un formidable outil pour la recherche et pourquoi pas bientôt pour la médecine…
Les cellules pluripotentes induites : quésako ?
Pour comprendre ce nouveau type de cellules, il faut d’abord revenir un peu en arrière lorsque les organismes sont encore au stade embryonnaire. Ces embryons sont alors constitués de cellules souches dont certaines sont dites « pluripotentes », c’est-à-dire qu’elles seront capables de produire n’importe quelles cellules de l’organisme, lors de l’étape de division cellulaire. Ces cellules sont donc essentielles pour le développement puisque ce sont elles qui vont générer toutes les autres qui deviendront spécifiques d’un tissu, c’est ce qu’on appelle « la différenciation ».
Schéma simplifié de la division cellulaire
Les scientifiques peuvent cultiver de manière assez simple les cellules souches embryonnaires, mais leur utilisation reste très limitée et encadrée puisqu’elle nécessite la destruction d’un embryon, ce qui pose des problèmes éthiques.
Une fois adulte, un organisme va être composé en majorité de cellules différenciées qui sont donc spécifiques d’un tissu et ne pourront pas être utilisées pour la régénérescence d’un tissu différent. Il existe bien des cellules souches adultes, notamment dans la moelle osseuse, mais elles sont beaucoup plus rares, plus difficiles à cultiver et elles ne peuvent se diviser qu’en un certain type de cellules différenciées.
Face à ces problématiques, un enjeu de la recherche était donc de produire à partir d’organismes adultes des cellules de type embryonnaire. Ainsi, des études ont été faites pour reprogrammer des cellules différenciées adultes et pour réactiver leur pluripotence. Quatre gènes ont été identifiés comme étant surexprimés dans les cellules souches embryonnaires et ont été insérés dans les cellules adultes pour qu’ils s’intègrent à leur génome. C’est ainsi que sont nées les cellules IPS (induced pluripotent stem cells) capables, à partir de n’importe quel tissu humain, de proliférer à l’infini et de se différencier en n’importe quelle cellule de l’organisme.
Un formidable outil pour la recherche
En plus de posséder les mêmes propriétés que les cellules souches embryonnaires, les cellules IPS sont fabriquées à partir de cellules prélevables très simplement par biopsie sur n’importe quel individu consentant et ne posent donc pas de problèmes moraux. De plus, les scientifiques disposent d’une source quasiment illimitée de cellules, de quoi ouvrir le champ des possibles pour la recherche et la médecine !
Les cellules IPS ont d’ores et déjà permis d’ouvrir une nouvelle voie d’études de certaines maladies. En effet, en réalisant les prélèvements sur des individus porteurs d’une maladie génétique, il est possible de cultiver des cellules malades et ainsi de modéliser des pathologies. Cette découverte permet actuellement d’améliorer les connaissances sur une dizaine de maladies comme la sclérose en plaque, le diabète de type 1 ou encore la trisomie 21.
Pour étudier ces différentes pathologies, plusieurs étapes sont nécessaires. Il faut bien sûr reprogrammer les cellules adultes et les faire proliférer, mais cela ne suffit pas. Les chercheurs doivent également réussir à les différencier une nouvelle fois pour qu’elles expriment la maladie souhaitée. Cette étape de redifférenciation est difficile, mais fonctionne actuellement dans le cas des cellules cardiaques, sanguines, rétiniennes, neuronales et du muscle lisse, notamment.
Différents types de cellules issues de la différenciation cellulaire
Ces cellules IPS sont donc un outil très prometteur pour étudier les mécanismes de plusieurs maladies actuellement incurables et ouvrent la voie de grandes avancées médicales : corrections de mutations, tests de toxicité de certaines molécules et mises au point de nouveaux traitements médicamenteux. Cependant, leur utilisation est récente, et de nombreux points restent à éclaircir notamment sur l’étape de reprogrammation qui pourrait induire des mutations génétiques au sein de ces cellules.
Vers leur utilisation en médecine régénérative ?
La médecine régénérative existe depuis plusieurs années et pourtant fait face à de nombreux obstacles. Beaucoup de pathologies peuvent être soignées grâce à des greffes d’organes, mais il est de plus en plus difficile de trouver des organes donneurs compatibles, et la nécessité de trouver une alternative est donc croissante. Pour remédier à ces problèmes, les cellules non différenciées embryonnaires ou prélevées dans la moelle osseuse sont déjà utilisées dans ce qu’on appelle « la thérapie cellulaire ». Cette technique a pour but de remplacer, par des cellules saines, des cellules malades ou détruites afin de réparer des tissus ou des organes endommagés, ou soigner des malformations. Cette méthode a montré son efficacité dans de nombreux cas : lors de graves brûlures ou de certains cancers du sang, par exemple. Néanmoins, les applications restent limitées à cause de la quantité et de la nature des cellules souches disponibles, et certaines maladies comme celles neurodégénératives ne peuvent pas être traitées par ce biais.
Les cellules IPS, quant à elles, ne présentent pas les défauts de leurs cousines et pourraient donc être l’avenir de la thérapie cellulaire. Pour le démontrer, des tests précliniques et cliniques sont en cours depuis quelques années et les premiers résultats semblent être prometteurs.
Shinya Yamanaka, le créateur de ces cellules, a été le premier à les tester sur quelques patients atteints de dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA). Pour cela, l’équipe de recherche japonaise a créé une grande librairie de cellules issues de personnes au patrimoine génétique varié afin de proposer aux patients des cellules qu’ils auront le moins de mal à tolérer afin de limiter les rejets. Actuellement, les premiers résultats montrent que la greffe des cellules IPS a permis d’arrêter la propagation de la maladie, et la vision des premiers patients traités reste stable depuis plus de deux ans. L’essai clinique continue dans l’espoir de ne pas seulement stopper la maladie, mais bien de la soigner.
Une autre équipe japonaise située à l’Université de Kyoto vient d’annoncer qu’elle commence également un essai clinique dans le but, cette fois-ci, d’améliorer la condition de patients souffrant de la maladie de Parkinson. Les chercheurs espèrent que les cellules IPS qu’ils vont injecter dans le cerveau de quelques volontaires permettront de créer de nouveaux neurones capables de produire de la dopamine et ainsi d’améliorer la motricité des malades. Ce nouvel essai fait suite à un essai préclinique réalisé sur des singes auxquels les chercheurs ont injecté des cellules IPS humaines. Deux ans après l’étude, les animaux se portent bien et leur mobilité a été améliorée.
Les cellules pluripotentes induites ouvrent donc de nouvelles perspectives pour la recherche et la médecine, mais il faudra encore attendre plusieurs années pour avoir assez de recul sur cette découverte et pour avoir une réelle idée de son potentiel. Aviez-vous déjà entendu parler de cette avancée médicale ? Pensez-vous qu’on pourra un jour trouver un traitement aux maladies neurodégénératives ou cela reste-il plutôt de la science-fiction selon vous ? Dites-nous votre avis en commentaire !
Sometimes
Sources texte :
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- Pixabay
- Wikipédia
