Mystères quotidiens

Réponse

Les cellules souches sont les cellules qui ont la capacité de devenir différents types de cellules. Elles sont présentes à la fois pendant le développement embryonnaire (cellules souches embryonnaires) et dans le corps adulte (cellules souches adultes).

Cellules ES humaines se différenciant en neurones. Photo reproduite avec l’aimable autorisation du California Institute for Regenerative Medicine. Institut national des sciences médicales générales, galerie d’images et de vidéos.

Les cellules souches ont des propriétés uniques que les autres cellules n’ont pas.

D’abord, pour comprendre ce que sont les cellules souches, vous devez comprendre comment les humains et les autres mammifères se développent :

  1. Le sperme féconde un ovule et forme une seule cellule appelée zygote.
  2. Le zygote subit un processus appelé mitose, au cours duquel il réplique ses chromosomes (qui portent l’ADN de chaque parent), puis se divise, donnant naissance à deux cellules identiques. Ces cellules sont dites totipotentes et ont la capacité de se développer en un nouvel organisme. Le zygote répète le processus de mitose pendant environ 5 ou 6 jours, créant une petite boule de quelques centaines de cellules appelée blastocyste.
  3. Le blastocyste possède une couche externe de cellules appelée trophoblaste, qui formera finalement le placenta protecteur. A l’intérieur du trophoblaste se trouve un groupe de cellules appelé la masse cellulaire interne. L’organisme à un stade situé entre le zygote et le fœtus est appelé embryon* et les cellules sont appelées cellules souches embryonnaires.
    À ce stade, les cellules souches embryonnaires ont la capacité de devenir une cellule pour n’importe quelle partie du corps (nerf, muscle, sang, etc.). Cette capacité à devenir n’importe quel type de cellule dans le corps est appelée pluripotente. La différence entre les cellules totipotentes et pluripotentes est seulement que les cellules totipotentes peuvent donner naissance à la fois au placenta et à l’embryon.
  4. Au fur et à mesure de la croissance de l’embryon, ces cellules pluripotentes se transforment en cellules souches spécialisées et multipotentes. Les cellules souches multipotentes ont la capacité de développer des types de cellules spécifiques (cellules différenciées terminales). Par exemple, une cellule souche du sang (multipotente) peut se transformer en globules rouges, globules blancs ou plaquettes (toutes des cellules spécialisées). Il existe des cellules souches multipotentes pour tous les différents types de tissus du corps.

*Embryon : l’embryon des mammifères est défini comme le stade de l’organisme entre la première division du zygote et le moment où il devient un fœtus par un développement ultérieur. Pour les humains, l’embryon est défini comme l’implantation de l’œuf fécondé dans l’utérus jusqu’à la huitième semaine de son développement. L’embryon sera appelé fœtus après la huitième semaine jusqu’à la naissance.

Un scientifique étudie un bécher contenant des échantillons de cellules au Gates Center for Regenerative Medicine, une série de laboratoires travaillant sur la biologie des cellules souches au campus médical Anschutz de l’Université du Colorado à Denver. Carol M. Highsmith, photographe, 2016. Impressions & Division des photographies, Library of Congress.

Les cellules souches sont différentes des autres cellules car :

  1. Elles peuvent continuer à se diviser pendant de longues périodes : La plupart des cellules, comme celles de la peau, ne peuvent plus se répliquer après un certain temps. Les cellules souches s’auto-entretiennent en se répliquant pendant une période beaucoup plus longue.
  2. Elles ne sont pas spécialisées : Les cellules spécialisées ont des capacités spécifiques qui leur permettent d’effectuer certaines tâches. Par exemple, un globule rouge contient de l’hémoglobine qui lui permet de transporter l’oxygène. Les cellules souches ont une capacité non spécialisée et ne possèdent pas de structures spécifiques aux tissus pour effectuer des fonctions spécialisées.
  3. Elles peuvent donner naissance à des cellules spécialisées : Les cellules souches passent par un processus appelé différenciation et créent des types spéciaux de cellules (muscle, nerf, peau, etc.).
Cellules souches embryonnaires humaines : l’amas central de cellules, coloré en bleu, montre une colonie de cellules souches embryonnaires humaines. Ces cellules, qui apparaissent aux tout premiers stades du développement, sont capables de se différencier en l’un des 220 types de cellules du corps humain. Clay Glennon, Université de Wisconsin-Madison, photographe. Galerie d’images du National Institute of General Medical Sciences (NICMS), National Institutes of Health.

Cellules souches embryonnaires

Les cellules souches embryonnaires sont les cellules situées dans la couche protectrice du blastocyste. Elles sont pluripotentes, ce qui signifie qu’elles peuvent se développer en n’importe quelle cellule du corps adulte. Les chercheurs pensent que, parce qu’elles sont pluripotentes, et faciles à faire croître, elles ont le meilleur potentiel pour remplacer des tissus ou des parties du corps endommagés ou perdus.

Cellules souches adultes

Aussi appelées cellules progénitrices ou cellules souches somatiques, les cellules souches adultes sont situées, en petite quantité, dans tout le corps et génèrent des cellules spécialisées pour la zone où elles se trouvent. Ces cellules ne se renouvellent pas aussi bien que les cellules souches embryonnaires. Malgré tout, si ces cellules sont placées dans un environnement différent, elles peuvent produire un type de cellules différent de la cellule d’origine.

La recherche sur les cellules souches est un domaine d’investigation actif et les scientifiques découvrent chaque jour de nouvelles caractéristiques des cellules souches. Par exemple, des recherches récentes ont indiqué que des cellules souches multipotentes provenant d’un type de tissu (sang) pourraient en fait avoir la capacité de générer des cellules pour un autre type de tissu (nerf).

Les scientifiques continuent de chercher de nouvelles sources de cellules souches adultes. Parmi les endroits où les cellules souches ont été localisées, citons : la moelle osseuse, la peau, le foie, le sang et le cerveau. Certaines cellules souches adultes, qui ont déjà été utilisées pour traiter des maladies, comprennent les cellules souches hématopoïétiques et les cellules souches du sang de cordon ombilical.

Les cellules souches hématopoïétiques sont situées dans la moelle osseuse et forment les cellules sanguines. Elles ont été utilisées avec succès pour traiter les troubles sanguins des jeunes patients. Les cellules souches du sang du cordon ombilical sont situées dans le sang du cordon ombilical après la naissance. Les cellules souches du cordon ombilical sont similaires aux cellules souches hématopoïétiques des adultes, mais elles sont moins matures et ont beaucoup plus de potentiel pour se différencier en divers types de cellules.

Au Charles C. Gates Center for Regenerative Medicine du campus médical Anschutz de l’Université du Colorado, dans la banlieue de Denver, à Aurora, des scientifiques et des étudiants examinent des cellules humaines. Les recherches du centre portent sur les cellules souches adultes plutôt que sur les cellules souches embryonnaires, dont la manipulation est controversée sur le plan éthique et politique. Carol M. Highsmith, photographe, 2016. Impressions & Division des photographies, Bibliothèque du Congrès.

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