L'utilité et les perspectives d'utilisations des CELLULES SOUCHES EMBRYONNAIRES.

 
 

 

 
 
® voir les images liées à cette page: 1 2
 
  Les perspectives d'utilisation des cellules ES sont très nombreuses. Nous traiterons ici de six utilisations des plus prometteuses: la plus médiatique est sans doute la néosynthèse d'organes et de tissus et leur transplantation, mais nous parlerons aussi de leur utilisation pour la thérapie génique, pour des tests pharmacologiques, pour accélérer la recherche sur les protéines humaines, pour l'étude des premiers stades de l'embryogénèse humaine, et enfin pour la régénération tissulaire et le freinage du vieillissement.

Néosynthèse d'organes et de tissus
Cette utilisation fait rêver bien plus d'un chercheur. Son principe est simple à comprendre: à partir d'une culture cellulaire de cellule ES, on forcerait une différenciation en un organe.Qui ne souhaiterait pas un tel progrès ? Mais attention, on est malheuresement bien loin de tels résultats. Plusieurs problèmes se posent aux chercheurs, dont certains sont de taille. Tout d'abord, il faudrait savoir si on arrive à cultiver durablement les cellules ES humaines. En effet, ces recherches sont souvent encore interdites dans beaucoup de pays à cause de lois qui malheuresement n'évoluent pas aussi vite que la science. Ce que l'on peut supposer aujourd'hui, c'est que les cellules ES humaines se comportent comme les ES de souris. On a certes obtenu des ES humaines en culture, mais jamais jusqu'au stade de tissus individualisés. Les premières expériences sur la différenciation des cellules ES ont suscité pleins d'espoirs chez les chercheurs mais les ont aussi mis face à leur ignorance et face à la montagne de travail encore à accomplir. En faisant donc l'hypothèse que les ES humaines soient analogues à celles de souris, on peut légitimement espérer que l'on arrivera à faire du tissu humain en culture que l'on pourra ensuite retransplanter.
Le premier problème, est de récupérer correctement les cellules ES humaines. En effet, chez les primates, la couche externe du blastocyste est bien plus dure et résistante que chez la souris qui est le modèle animal le plus utilisé. Ne se rompant pas aussi facilement, le blastocyste n'est pas facile à ouvrir sans altérer la masse cellulaire interne. Ce problème est cependant surmontable notamment par de la patience et de la minutie.
Le second problème, et non le moindre est de contrôler la différenciation des cellules ES. Ce problème peut être diviser en deux sous-problèmes: sur quel milieu cultiver les ES, et comment induire la différenciation voulue. La question du milieu de culture, qui peut sembler à première vue facile, ne l'est pas tant que ça. Comment reproduire artificiellement les conditions présentes dans l'embryon ? Les milieux de culture utilisés pour les cultures cellulaires humaines sont inadaptés aux cellules embryonnaires. ActuellemeCellules ES cultivées sur milieu nourricier de sourisnt, les cellules ES sont cultivées sur milieu nourricier de souris, mais ce milieu suffira-t-il pour arriver à une différenciation plus poussée ou plus spécifique que celles jusqu'auxquelles on arrive actuellement ? Ce n'est pas sûr. Ensuite, la grande inconnue du moment est de savoir comment pousser les cellules ES que l'on cultive vers telle ou telle voie de différenciation. Autrement dit, quels sont les signaux qui font que dans le développement embryonnaire certaines ES deviennent des cellules cardiaques et d'autres des neurones ? Des équipes ont déjà commencé à travailler sur ce problème. Voici quelques résultats: un facteur, le LIF (Leucemic Inhibiting Factor) semble être nécessaire à la conservation de la pluripotentialité et à une différenciation ordonnée; des cellules traitées par de l'acide rétinoïque (un dérivé de la vitamine A) se transforment en neurones, d'autres facteurs ont permis d'obtenir des cellules primitives des cellules sanguines, d'autres cellules ont l'air de se différencier au contact d'un autre type cellulaire en différenciation; enfin on suppose que certaines autres se différencieraient par absence de signal spécifique (voir schémas explicatifs).Les recherches actuelles permettent d'espérérer dans un avenir pas trop lointain les types cellulaires suivant: cellules sanguines, neurones, cellules des îlots de Langherans (sécrétrices d'insuline pour traiter les diabétiques), fibroblastes (pour traiter les brulés), chondrocytes (synthèse de cartilage pour traiter l'arthrite), cellule endothéliale (constituant les vaisseaux sanguins pour traiter l'athérosclérose), cellule musculaire cardiaque (pour réparer les lésions d'infarctus). Une autre approche a été d'injecter des cellules ES dans une souris adulte en supposant que les facteurs exprimés chez la souris pour la régénération tissulaire auraient un effet de différenciation sur les ES. Une partie de l'article de J.Thomson du 6 novembre 1998, révêlant l'obtention de cellules ES humaines raconte une telle expérience. Des cellules ES humaines injectées sous la peau d'une souris ont donné de l'épithélium tapissant normalement l'intestion, de l'os, du cartilage, du muscle et même un précurseur du tissu nerveux. Une autre expérience a été réalisé en injectant des ES dans le cerveau d'une souris. On a obtenu des cellules avec des prolongement axonaux ressemblant à des neurones, certaines cellules possédant même l'enzyme nécéssaire à la synthèse de dopamine. Cependant on ignore si les neurones ainsi obtenus sont fonctionnels et on ignore aussi pourquoi on obtient le même type de cellules avec une injection d'ES près des reins.
Cependant, une fois maîtrisé le problème de la différenciation, se pose un autre problème: le contrôle de la pureté tissulaire. En effet, il faut s'assurer avant une éventuelle transplantation que le tissu néoformé ne contient que le bon type de cellules. Il ne faudrait pas en transplantant des cellules sécrétrices d'insuline à un diabétique lui transplanter des chondrocytes qui transformerait son pancréas en bloc de cartilage. Plusieurs techniques aujourd'hui utilisées dans d'autres domaines de la recherche notament en génétique, pourraient être employées. On incluerait conjointement à un gène ne s'exprimant que dans le tissu voulu, un gène de résistance à un antibiotique. Après la différenciation, on passerait la culture à l'antibiotique et seules les cellules exprimant le gène de résistance, c'est à dire les cellules du type cellulaire désirée, survivraient.Chez la souris, la résistance à l'antibiotique a été testée pour des "cellules ES" cardiaques qui, une fois transplantées dans un coeur de souris, sont restées viables sept jours. Ce concept fonctionne déjà en génétique mais il faudra au début s'assurer qu'il fonctionne pour les cellules ES humaines, et vérifier qu'on obtient des cultures pures à au moins 99%.
L'avant-dernier problème qui se pose au chercheur est d'éviter le rejet des tissus obtenus à partir des ES. En alliant la culture des cellules ES au clonage, on obtiendrait des cellules ES compatibles avec l'individu qui en a besoin (voir schéma explicatif). Mais cette technique n'a jamais été essayée et n'est pas en passe d'être réalisée puisqu'elle reviendrait à créer un embryon pour lui prendre sa masse cellulaire interne ce qui n'est pas autorisé par la législation ni l'éthique (voir la partie correspondante). D'autres techniques seraient plus acceptables. La suppression de l'expression du système majeur d'histocompatibilité (système responsable de l'identité propre de chaque individu et responsable du rejet des greffes) des tissus dérivés d'ES permettrait d'avoir des lignées de transplantations universelles. Le transfert de noyau d'une cellule humaine dans un ovocyte (ovule) énuclé (débarassé de son noyau) de mammifère et la culture jusqu'au stade blastocyste permettrait d'avoir un blastocyste qui ne soit pas un humain potentiel. Mais on ne sait pas si un tel développement est possible et l'obtention d'un blastocyste mi-homme mi-animal poserait de graves problèmes scientifiques, législatifs et éthiques.La reprogrammation nucléaire d'une cellule somatique (cellule différenciée par opposition aux cellules germinales) en prenant son noyau que l'on met dans le cytoplasme de cellules ES, en fabriquant une sorte de cellule ES hybride qui est compatible avec l'organisme donneur de la cellule somatique, court-circuiterait le problème de la création d'embryon que pose le clonage. Mais on ne sait pas si le cytoplasme des cellules ES contient toutes les substances nécéssaires à la reprogrammation du noyau de la cellule somatique (à sa "dédifférenciation").
Enfin, il subsiste un problème qui malheuresement n'est pas anodin. Les expériences décrites précédemment ont, pour certaines, mal tourné. Les expériences d'injections de cellules ES chez l'animal ont certes montré une différenciation intéressante, mais au delà de cette différenciation des cellules cancéreuses sont très vite apparues. Les cellules ES de souris sont ainsi tumorigènes (c'est à dire susceptible de donner une tumeur) et peuvent donner un tératome (tumeur qui se développe mais garde la capacité de se différencier) ou un tératocarcinome (tumeur d'un épithélium) quand on les injecte dans la souris adulte. Or il n'y a aucune raison pour que les cellules ES humaines agissent différemment.
En conclusion, on peut dire que la fabrication in vitro de tissus est envisageable, bien qu'il existe aujourd'hui un bon nombre de problèmes à résoudre. En revanche la fabrication in vitro d'un organe est actuellement impensable car l'assemblage tridimensionnel des tissus y est extraordinairement compliqué et en pratique irréalisable en culture.

Utilisation en thérapie génique
Cette application est dérivée de la précédente. Elle consiste lors du développement in vitro des cellules ES à reprogrammer certains de leurs gènes par les techniques utilisées actuellement en génétique, puis à transplanter ce tissu génétiquement modifié à la place du tissu défectuex. Certaines maladies génétiques pourraient ainsi être combattues par un changement local du tissu où s'exprime l'anomalie génétique.

Utilisation pour des tests pharmacologiques
Les cellules ES en culture miment assez fidèlement les tissus humains. On pourrait donc s'en servir pour expérimenter la toxicité des médicaments. Cet utilisation est fondée et éthiquement respectable, étant donné que les cellules ES en culture sont incapables de donner un être vivant. On n'affecte donc pas un "futur homme en cours de développement" avec ces tests. De plus de tels tests sont aujourd'hui pratiqués lors des essais cliniques de phase 1 sur des personnes volontaires. Une telle utilisation éviterait ces tests de toxicité chez l'homme.
Les cellules ES en cours de développement miment aussi le développement embryonnaire, du moins dans ses premiers stades, et on pourrait ainsi étudier l'effet tératogène de certaines substances (effet néfaste sur le foetus de substances administrées à la femme enceinte ). De telles expériences ne sont bien évidemment pas réalisées dans l'espèce humaine et on doit se contenter de réultats expérimentaux obtenus chez l'animal (dont l'embryogénèse peut différer de la notre) ou de constatations à posteriori dans notre espèce, constatations toujours dramatiques car établissant un effet tératogène après la naissance de centaines d'enfants exposés à la substance considérée. C'est le cas de la Thalidomide, médicament administré à des dizaines de milliers de femmes dans les années 60 contre les nausées et les vomissements, et aux effets tératogènes maintenant fermement établis suite à beaucoup de naissances anormales (certains enfants sont nés sans membre). Des essais sur des cultures de cellules ES permettraient de mettre en évidence ces effets, sans les conséquences catastrophiques qu'ils engendrent sur les grossesses.

Utilisation pour la recherche sur les protéines humaines
De telles expériences nécessitent beaucoup de protéines. Les recherches en plein essor consistent à isoler les protéines spécifiques de tel ou tel tissu. On utiliserait les cellules ES pour produire suffisament de protéines pour qu'on puisse les isoler et les étudier.

Utilisation pour l'étude des premier stade de l'embryogénèse
Les connaissances actuelles en matière d'embryologie sont loin d'être négligeables. Cependant, elles découlent soit de l'étude de foetus humains avortés naturellement soit pour l'aspect dynamique et développement au cours du temps, de modèles animaux (amphibiens notament). L'observation des cellules ES humaines en train de se diviser et de se différencier permettra d'approfondir les connaissances sur les premiers stades du développement embryonnaire humain

Utilisation pour la régénération tissulaire et la lutte contre le vieillissement
Cette application est aujourd'hui totalement du domaine de la science-fiction, contrairement à celles citées précédemment. Cependant, elle n'est pas infondée scientifiquement et déboucherait sur des retombées intéressantes (en particulier financièrement, c'est pourquoi quelques entreprises privées engagent des recherches dans cette voie). L'idée serait d'injecter des cellules ES au sein d'un organisme adulte afin qu'elles remplacent des cellules vieillies. Cette hypothèse se heurte à de nombreuses inconnues scientifiques en partie commune au développement de tissus in vitro (voir la première utilisation). Cependant, face à l'espérance de découvrir une fontaine de jouvence des recherches se développent; elles n'en sont qu'à leurs balbutiements.

 
 
 

Retour en haut de page
Retour à la page d'accueil