Fiche de révision : Cellules souches

📋 Plan du Cours

1. Définition et propriétés fondamentales
2. Quiescence et divisions des cellules souches
3. Potentiels de différenciation
4. Cellules souches embryonnaires
5. Caractérisation de la pluripotence
6. Cellules iPS et applications
7. Cellules souches multipotentes

📖 1. Définition et propriétés fondamentales

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule souche : Cellule non spécialisée qui se renouvelle de manière prolongée par division cellulaire et peut se différencier en cellule spécialisée dans certaines conditions physiologiques, physiopathologiques ou expérimentales.

📝 Points essentiels

📌 L’auto-renouvellement maintient le stock de cellules souches, tandis que la différenciation produit des cellules spécialisées.

• Lors d’une division asymétrique, une cellule fille conserve les propriétés de cellule souche tandis que l’autre s’engage dans la différenciation, puis la maturation et éventuellement la mort cellulaire.

💡 Astuce mémo

Auto-renouvellement conserve le stock, différenciation produit des cellules spécialisées

📖 2. Quiescence et divisions des cellules souches

🔑 Notions clés & Définitions

• Quiescence : État dans lequel une cellule souche reste hors du cycle cellulaire tout en pouvant y entrer sous l’influence de facteurs intrinsèques ou extrinsèques.

📝 Points essentiels

📌 La division symétrique de deux cellules souches permet l’expansion du stock de cellules souches.

• Les facteurs intrinsèques qui régulent l’entrée en cycle ou en quiescence comprennent les facteurs de transcription et les régulateurs du cycle cellulaire.

• Les facteurs extrinsèques qui régulent l’entrée en cycle ou en quiescence comprennent notamment l’hypoxie et les cytokines.

💡 Astuce mémo

Facteurs intrinsèques ou extrinsèques → entrée en cycle ou quiescence

📖 3. Potentiels de différenciation

🔑 Notions clés & Définitions

• Multipotence : Capacité de donner plusieurs types cellulaires spécifiques d’un tissu sans pouvoir produire tous les types cellulaires de l’organisme.

★ À maîtriser

📌 Les cellules souches totipotentes peuvent donner l’ensemble des cellules de l’organisme et former un individu complet, tandis que les cellules pluripotentes donnent les cellules des trois feuillets embryonnaires ou les cellules germinales.

Compléments

• La hiérarchie des potentiels de différenciation présentée dans le cours va de la totipotence à la pluripotence, puis à la multipotence et à l’unipotence.

💡 Astuce mémo

Totipotente → pluripotente → multipotente → unipotente

📖 4. Cellules souches embryonnaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule souche embryonnaire pluripotente : Cellule pouvant donner des cellules issues de l’ectoderme, du mésoderme, de l’endoderme ou de la lignée germinale.

★ À maîtriser

• Les cellules souches embryonnaires sont totipotentes jusqu’au stade morula, puis elles deviennent pluripotentes entre 5 et 10 jours de développement.

Compléments

• Les exemples de dérivés de l’ectoderme et du mésoderme sont:

  • Cerveau
  • Moelle épinière
  • Cellules nerveuses
  • Cheveux
  • Épiderme
  • Dents
  • Muscle
  • Sang
  • Vaisseaux
  • Tissu conjonctif

• L’endoderme peut produire le système digestif, les poumons et la vessie, tandis que la lignée germinale produit les spermatozoïdes et les ovocytes.

💡 Astuce mémo

Un blastocyste dont les trois feuillets forment cerveau, muscle et intestin

📖 5. Caractérisation de la pluripotence

🔑 Notions clés & Définitions

• Tératome : Tumeur qui prolifère et se différencie en cellules des trois feuillets embryonnaires.

★ À maîtriser

• La pluripotence embryonnaire peut être mise en évidence in vitro en cultivant la population testée dans un milieu favorisant l’adhésion, puis en recherchant une différenciation vers les trois feuillets embryonnaires.

📌 La présence de cellules différenciées appartenant aux trois feuillets dans un tératome ou une culture prouve la présence de cellules pluripotentes dans la population de départ.

Compléments

• Les marqueurs d’immunofluorescence utilisés sont:
  • Alpha-fœtoprotéine pour l’endoderme
  • Alpha-SMA pour le mésoderme
  • β3-tubuline pour l’ectoderme

💡 Astuce mémo

Culture → différenciation → marqueurs ou tératome

📖 6. Cellules iPS et applications

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule iPS : Yamanaka, Cell, 2006 — Cellule somatique reprogrammée en cellule pluripotente par modification de l’expression des gènes Oct3/4, Sox2, cMyc et Klf4.

★ À maîtriser

• Les propriétés souches des iPS sont vérifiées par leur potentiel de différenciation en culture et par la formation d’un tératome après greffe.

Compléments

• Les iPS peuvent être utilisées en médecine régénérative.

• Le clonage thérapeutique vise à produire des cellules souches embryonnaires pour mener des recherches sur d’éventuels traitements ou réaliser une thérapie cellulaire. — M Pucéat, Medecine Sciences, Décembre 2005

💡 Astuce mémo

Modification de l’expression génique → reprogrammation des cellules somatiques en iPS

📖 7. Cellules souches multipotentes

🔑 Notions clés & Définitions

• Cellule souche multipotente : Cellule adulte capable de donner plusieurs types cellulaires spécifiques d’un tissu, de s’auto-renouveler et de participer au renouvellement et à la réparation tissulaires.
• Homéostasie tissulaire : Équilibre entre l’état quiescent et l’entrée en cycle des cellules souches.

★ À maîtriser

• La multipotence est mise en évidence in vitro par la production de cellules différenciées et la détection de marqueurs spécifiques ou l’analyse fonctionnelle.

Compléments

• La multipotence est mise en évidence in vivo en évaluant la contribution de la population testée à la reconstitution d’un tissu après dommage tissulaire ou après des greffes sériées.

💡 Astuce mémo

Les cellules embryonnaires forment trois feuillets, les multipotentes restent spécifiques d’un tissu

📊 Tableaux de synthèse

Potentiels de différenciation