L’essentiel
Deux propriétés rendent une cellule souche particulière
1. L’auto-renouvellement
Lors d’une division, au moins une cellule fille peut conserver son identité de cellule souche. La réserve peut ainsi être maintenue.
2. La différenciation
Sous l’effet de signaux appropriés, une cellule souche peut devenir une cellule plus spécialisée, par exemple une cellule sanguine.
Division cellulaire
Que se passe-t-il lorsqu’une cellule souche se divise ?
Une division n’a pas toujours le même résultat. Elle peut produire deux nouvelles cellules souches, une cellule souche et une cellule qui commence à se spécialiser, ou deux cellules qui poursuivent toutes les deux leur développement. Un tissu peut ainsi conserver sa réserve tout en produisant de nouvelles cellules fonctionnelles.
Le résultat dépend des signaux présents autour de la cellule. Les cellules voisines, le contact avec le tissu et certaines substances de cet environnement contribuent à déterminer si une cellule souche conserve son état ou poursuit sa spécialisation.
Dans l’organisme
Où trouve-t-on des cellules souches et à quoi servent-elles ?
De nombreux organes et tissus possèdent une petite réserve de cellules souches. Certaines se divisent régulièrement. D’autres restent longtemps au repos et ne deviennent actives que lorsque de nouvelles cellules sont nécessaires.
Moelle osseuse et sang
Les cellules souches hématopoïétiques produisent des cellules précurseurs qui donneront les globules rouges, différents globules blancs et les plaquettes. Le sang peut ainsi être renouvelé en permanence.
Peau et intestin
Dans ces tissus, des cellules disparaissent sous l’effet de l’usage et de l’usure. Des cellules souches locales fournissent de nouvelles cellules qui contribuent à entretenir la surface et à réparer les lésions.
Muscles et autres tissus
Certaines cellules souches tissulaires restent généralement au repos. Après une lésion, elles peuvent être activées et participer à la réparation. Cette capacité varie fortement d’un tissu à l’autre.
Plusieurs familles
Quels sont les différents types de cellules souches ?
On les classe généralement selon leur origine et selon l’éventail des cellules spécialisées qu’elles peuvent produire.
Cellules souches adultes ou tissulaires
Présentes notamment dans la moelle osseuse, la peau et l’intestin, elles participent à l’entretien et à la réparation de leur tissu. Les cellules souches hématopoïétiques, qui produisent les cellules du sang, sont l’exemple le plus connu et sont utilisées depuis des décennies pour les greffes.
Cellules souches embryonnaires
Ces cellules pluripotentes peuvent donner naissance, en laboratoire, à presque tous les types de cellules de l’organisme. Elles sont principalement utilisées en recherche. En Belgique, les recherches impliquant des embryons humains sont encadrées par la loi et par des règles éthiques.
Cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS)
Il s’agit de cellules adultes reprogrammées en laboratoire pour retrouver un état pluripotent. Elles servent à modéliser des maladies, à tester des médicaments et à explorer de futures approches thérapeutiques.
Cellules souches périnatales
Le sang de cordon ombilical contient des cellules souches hématopoïétiques qui peuvent, dans certaines situations, être utilisées pour une greffe. Le tissu du cordon contient d’autres types de cellules, mais de nombreuses applications proposées restent expérimentales.
Le potentiel
D’un large potentiel à une fonction précise
Plus une cellule se spécialise, plus son éventail de possibilités se réduit généralement. Ce processus s’appelle la différenciation. La recherche tente d’identifier les signaux biologiques capables de le guider de façon sûre et prévisible.
Comment une cellule souche devient-elle une cellule spécialisée ?
Au début du développement, les cellules souches pluripotentes peuvent se spécialiser par l’intermédiaire de trois feuillets embryonnaires. L’ectoderme produit notamment des cellules nerveuses et cutanées. Le mésoderme donne entre autres des cellules sanguines, musculaires et osseuses. L’endoderme forme des types cellulaires présents dans des organes comme le foie, les poumons et le pancréas.
Au laboratoire
Comment les chercheurs utilisent-ils les cellules souches ?
Les cellules souches ne sont pas uniquement étudiées comme traitements possibles. Elles aident aussi à comprendre comment se forme un tissu humain, ce qui se dérègle dans une maladie et comment un médicament agit sur certaines cellules.
Reproduire une maladie
Des cellules du corps d’un patient peuvent être transformées en cellules iPS. Les chercheurs peuvent ensuite produire le type cellulaire concerné par la maladie afin d’en étudier les mécanismes.
Créer des organoïdes
Dans une culture en trois dimensions, des cellules souches peuvent former de petits modèles simplifiés de tissus. Un organoïde reproduit certaines caractéristiques d’un organe, mais ce n’est pas un organe complet.
Étudier des médicaments
Des substances peuvent être testées sur des cellules cultivées ou des organoïdes. Cela renseigne sur un effet ou un risque possible, sans remplacer toutes les étapes ultérieures de vérification.
Développer de nouvelles cellules
Un objectif important consiste à produire de manière fiable des cellules pures et fonctionnelles qui pourraient remplacer des cellules endommagées. Pour de nombreuses maladies, il s’agit encore de recherche future.
Soins et science
Un traitement n’est pas la même chose qu’une recherche
Application démontrée
La greffe de cellules souches hématopoïétiques est un soin reconnu pour certaines maladies graves du sang, de la moelle osseuse et du système immunitaire. C’est un traitement intensif, avec des indications et des risques précis.
Recherche
De nombreuses autres applications sont encore étudiées sur des cellules, des organoïdes, des modèles animaux ou dans des essais cliniques. Un résultat prometteur au laboratoire ne constitue pas encore un traitement démontré.
Questions fréquentes
Quatre réponses courtes
Les cellules souches sont-elles la même chose que la moelle osseuse ?
Non. La moelle osseuse est un tissu qui contient notamment des cellules souches hématopoïétiques. Celles-ci peuvent être prélevées dans la moelle, dans le sang après stimulation ou dans le sang de cordon.
Mes propres cellules souches sont-elles automatiquement sans danger ?
Non. Elles diminuent généralement le risque de rejet, mais le prélèvement, la manipulation, une contamination, une mauvaise administration et l’intervention elle-même peuvent toujours présenter des risques.
Peut-on épuiser sa réserve de cellules souches ?
Le nombre et l’activité des cellules souches peuvent diminuer avec l’âge, une maladie, une lésion ou un traitement intensif. Cela varie selon les tissus. L’auto-renouvellement ne signifie donc pas que chaque réserve est illimitée.
Pourquoi un résultat obtenu au laboratoire ne peut-il pas être utilisé immédiatement chez des patients ?
Il faut d’abord pouvoir produire les cellules de manière constante, obtenir le bon type cellulaire et vérifier leur pureté, leur fonctionnement et leur sécurité. Des essais cliniques rigoureux sont ensuite nécessaires. Une cellule efficace dans une boîte de culture peut se comporter autrement dans le corps.
Sources et méthode
Sur quoi repose cette explication ?
Cette page s’appuie sur des connaissances établies en biologie cellulaire et sur des informations belges et européennes faisant autorité. Elle sera adaptée lorsque la réglementation, les recommandations ou la pratique clinique évoluent.
- National Institutes of Health : notions fondamentales sur les cellules souches
- ISSCR : information destinée au public sur les cellules souches, la recherche et les traitements
- UZ Leuven: greffe de cellules souches
- AFMPS/FAGG: médicaments de thérapie innovante (ATMP)
- AFMPS/FAGG et EMA: mise en garde contre les thérapies cellulaires non éprouvées
- Commission fédérale : encadrement belge de la recherche sur les embryons
- UCLouvain: médecine régénérative