Fiche de révision : Cellules souches

📋 Plan du Cours

1. Caractéristiques et potentialité des cellules souches
2. Auto-renouvellement et quiescence
3. Cellules souches adultes et tissus
4. Don et greffe hématopoïétiques
5. Cellules souches en recherche biomédicale
6. Cellules pluripotentes induites
7. Médecine régénérative et limites

📖 1. Caractéristiques et potentialité des cellules souches

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule souche : Cellule non différenciée capable d’auto-renouvellement et de différenciation en un ou plusieurs types de cellules spécialisées.

★ À maîtriser

• La totipotence caractérise les cellules souches embryonnaires de la morula, au stade de 3 à 4 jours post-fécondation et d’environ 16 cellules.

• La pluripotence caractérise les cellules souches embryonnaires du blastocyste, au stade de 5 à 7 jours post-fécondation et d’environ 200 cellules.

• Une cellule souche multipotente peut produire plusieurs types cellulaires, comme la cellule souche hématopoïétique qui donne des lignages myéloïde et lymphoïde.

Compléments

📌 Une cellule souche unipotente ne produit qu’un type cellulaire spécialisé ; les cellules satellites musculaires en sont un exemple.

💡 Astuce mémo

Cellule non spécialisée → cellules spécialisées

📖 2. Auto-renouvellement et quiescence

🔑 Notions clés & Définitions

• Quiescence : Arrêt temporaire et réversible de la division cellulaire, associé à une faible activité métabolique, une protection cellulaire et un fort niveau d’inhibiteurs de CDK.

★ À maîtriser

• Lors d’une division asymétrique, une cellule souche produit une cellule souche et une cellule différenciée, ce qui maintient le nombre de cellules souches.

• Lors d’une division symétrique, une cellule souche produit deux cellules souches, ce qui augmente le réservoir de cellules souches.

📌 L’érosion des télomères lors des divisions successives conduit à la sénescence réplicative, tandis que l’expression de la télomérase maintient les télomères et évite cette sénescence.

Compléments

• L’auto-renouvellement des cellules souches peut être contrôlé par des mécanismes intrinsèques ou par l’environnement de la niche.

💡 Astuce mémo

Division symétrique : réservoir augmente ; asymétrique : réservoir maintenu

📖 3. Cellules souches adultes et tissus

★ À maîtriser

• Les cellules souches mésenchymateuses se trouvent notamment dans la moelle osseuse et peuvent s’auto-renouveler.

• Les cellules souches mésenchymateuses se différencient en ostéoblastes, chondrocytes, adipocytes et cellules stromales.

• Les cellules souches du bulge peuvent générer :
  • des kératinocytes
  • des cellules de la glande sébacée
  • des mélanocytes

Compléments

• Les cellules souches neurales sont des cellules souches multipotentes.

• In vitro, les cellules souches mésenchymateuses peuvent se trans-différencier en cellules dérivées d’autres feuillets embryonnaires.

• Les cellules souches intestinales produisent des cellules amplificatrices qui migrent dans l’épithélium intestinal et contribuent aux cellules spécialisées de cet épithélium.

📖 4. Don et greffe hématopoïétiques

★ À maîtriser

• Après administration de G-CSF, les cellules souches hématopoïétiques passent dans la circulation sanguine, sont prélevées dans le sang puis purifiées.

• Les indications mentionnées pour l’allogreffe sont :

  • l’anémie aplasique
  • certaines leucémies
  • certains lymphomes
  • les immunodéficiences sévères
  • la thalassémie
  • la drépanocytose

• 🔄 L’autogreffe se déroule ainsi :

  1. Administration de G-CSF
  2. Prélèvement des cellules souches hématopoïétiques du patient dans le sang
  3. Stockage des cellules prélevées
  4. Réutilisation lorsque le patient est en aplasie après chimiothérapie

Compléments

• Le prélèvement de cellules souches hématopoïétiques peut se faire par aspiration de la moelle osseuse dans l’os du bassin, suivie de leur purification.

• L’allogreffe expose le receveur à une sensibilité aux infections et à une maladie du greffon contre l’hôte.

💡 Astuce mémo

Allogreffe : donneur sain ; autogreffe : patient lui-même

📖 5. Cellules souches en recherche biomédicale

★ À maîtriser

• Les usages envisagés des cellules souches sont : comprendre l’origine des pathologies du développement, comprendre l’origine des maladies génétiques rares, tester de nouveaux traitements in vitro, réparer ou régénérer des tissus

Compléments

• Les cellules souches de la peau peuvent être greffées pour traiter des brûlures graves et étendues.

• Les cellules souches embryonnaires sont obtenues à partir d’embryons surnuméraires issus de fécondation in vitro ou d’embryons porteurs d’une maladie génétique identifiés par diagnostic préimplantatoire après FIV.

• Les conditions de culture des cellules souches embryonnaires permettent de générer tous les types cellulaires, et leur utilisation soulève des enjeux éthiques et est encadrée.

📖 6. Cellules pluripotentes induites

★ À maîtriser

• En 2006, Yamakana et al. de l’Université de Kyoto ont décrit la reprogrammation de fibroblastes en cellules souches pluripotentes induites par l’expression exogène de quatre gènes : Oct4, Sox2, Klf4 et cMyc.

📌 Les cellules souches pluripotentes induites ne présentent pas d’enjeux éthiques particuliers, mais diffèrent des cellules souches embryonnaires par leurs mutations et leurs marques épigénétiques.

Compléments

• Lin28 et Nanog sont des facteurs qui augmentent l’efficacité de la reprogrammation en cellules souches pluripotentes induites.

💡 Astuce mémo

OSKM : Oct4, Sox2, Klf4, cMyc

📖 7. Médecine régénérative et limites

★ À maîtriser

• Les indications des essais cliniques sur les cellules souches embryonnaires comprennent :

  • la DMLA
  • la dystrophie maculaire de Stargart
  • l’insuffisance cardiaque
  • le diabète de type 1

• Des essais cliniques précoces sur les cellules souches pluripotentes induites visent des maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson et l’insuffisance cardiaque.

• Plus de 350 essais cliniques sur les cellules souches mésenchymateuses sont en cours dans le monde, notamment pour l’arthrose et la polyarthrite rhumatoïde.

Compléments

📌 Le tableau comparatif du cours indique que les cellules souches embryonnaires ont une potentialité notée +++, les cellules pluripotentes induites ++ et les cellules mésenchymateuses +.

📌 Le tableau comparatif du cours indique un risque de tératome pour les cellules souches embryonnaires et les cellules pluripotentes induites, mais pas pour les cellules souches mésenchymateuses.