Cellules souches sans les embryons

Deux groupes de scientifiques semblent avoir atteint indépendamment l'un des saints Graal de la médecine régénérative : reprogrammer les cellules adultes humaines pour qu'elles se comportent comme des cellules souches embryonnaires, sans l'utilisation d'un embryon ou d'un ovule humain. La méthode pourrait fournir un moyen de fabriquer des cellules souches spécifiques au patient, un exploit qui n'a pas encore été réalisé chez l'homme. De telles cellules pourraient éventuellement être utilisées pour étudier des maladies génétiques complexes, ou pour des greffes de cellules ou de tissus sans crainte de rejet immunitaire.

Cellules révolutionnaires : Des chercheurs de l'Université du Wisconsin-Madison ont reprogrammé avec succès les cellules de la peau (illustrées ici) pour qu'elles agissent comme des cellules souches embryonnaires. La méthode pourrait fournir un moyen plus efficace de générer des cellules souches, un moyen qui ne suscite pas de préoccupations éthiques.

La nouvelle technique élimine également les principales objections éthiques à la recherche sur les cellules souches embryonnaires : la création et la destruction d'embryons humains. Cela fait 10 ans que nous avons dérivé les premières lignées de cellules souches embryonnaires, ce qui a déclenché une tempête de controverse qui a duré jusqu'à aujourd'hui, dit James Thomson , un biologiste de l'Université du Wisconsin-Madison qui a isolé les premières cellules souches embryonnaires humaines en 1998 et a dirigé les nouveaux travaux. Je crois que ces résultats sont le début de la fin de cette controverse.

Deux groupes - un dirigé par Shinya Yamanaka à l'Université de Kyoto, au Japon, et un dirigé par Thompson et Junying Yu à l'Université du Wisconsin – ont conçu séparément des cellules de peau humaine pour exprimer quatre gènes différents. Pour des raisons encore inconnues des scientifiques, l'exposition des cellules à ces gènes semble faire reculer l'horloge du développement. Les deux groupes ont découvert que les cellules résultantes présentent deux propriétés principales qui définissent les cellules souches embryonnaires. Ils sont pluripotents, ce qui signifie qu'ils peuvent se développer en n'importe quel type de cellule dans le corps, et ils peuvent se diviser apparemment indéfiniment dans leur état indifférencié.

J'apprécierais cette autre méthode car elle est plus facile d'obtenir le matériel et ne soulève pas de questions éthiques que certains trouvent troublantes, dit Doug Melton , directeur du Harvard Stem Cell Institute. Tout aussi important, l'utilisation de cette autre approche devrait augmenter considérablement le montant du financement disponible pour la recherche.

Les cellules souches embryonnaires ont été la cible à la fois du battage médiatique et de l'espoir en raison de leur capacité potentielle à remplacer les cellules endommagées dans des maladies telles que la maladie de Parkinson et le diabète. Elles sont aussi la source de controverses éthiques : les cellules sont issues d'embryons humains en excès rejetés après fécondation in vitro, et leur obtention nécessite la destruction des embryons. Le président Bush a sévèrement restreint le financement fédéral de la recherche sur les cellules souches embryonnaires en 2001.

Au-delà de l'impact potentiel de la reprogrammation sur le débat éthique entourant les cellules souches embryonnaires, l'un de ses plus grands avantages est qu'elle offre un moyen alternatif de produire des cellules souches génétiquement adaptées à un individu. Des cellules pluripotentes reprogrammées dérivées de cellules cutanées d'un individu pourraient éventuellement être utilisées pour des greffes de tissus sans risque de rejet immunitaire. Les cellules dérivées d'une personne atteinte de la maladie de Parkinson ou du diabète pourraient fournir aux scientifiques de nouveaux modèles pour étudier ces maladies génétiques complexes. (Voir Stem Cells Reborn et The Real Stem Cell Hope.)

Le seul autre moyen de produire de telles cellules – le clonage thérapeutique humain – comporte ses propres problèmes techniques et éthiques, et n'a pas encore été atteint. Il nécessite également des œufs humains, qui se sont avérés extrêmement difficiles à obtenir. (Voir Clonage thérapeutique humain à l'arrêt.) Ian Wilmut, le scientifique qui a dirigé les efforts pour cloner la brebis Dolly, a annoncé vendredi qu'il prévoyait de concentrer les efforts de son groupe sur la reprogrammation plutôt que sur le clonage.

Mais les scientifiques appellent à la poursuite du financement des méthodes basées sur l'embryon jusqu'à ce que l'on en sache plus sur ces nouveaux types de cellules. Jusqu'à ce que l'alternative produise le même type de cellules normales extrêmement polyvalentes que nous obtenons à partir de blastocystes humains précédemment congelés, il serait injuste pour les patients de renoncer à cette approche, déclare Melton du Harvard Stem Cell Institute.

Bien que les nouvelles cellules ressemblent et agissent comme des cellules souches embryonnaires, on ne sait pas encore à quel point elles sont similaires. La plupart des marqueurs que nous connaissons dans les cellules souches embryonnaires sont exprimés par ces cellules souches, explique Yu de l'Université du Wisconsin. Mais nous n'avons vraiment aucune idée s'il y a une différence significative. Les premières expériences du laboratoire de Kyoto de Yamanaka suggèrent qu'au moins certaines différences existent : un criblage de l'expression de 30 000 gènes a montré que les cellules pluripotentes sont similaires mais pas identiques aux cellules souches embryonnaires.

Les deux équipes ont utilisé l'ADN viral pour introduire les gènes de quatre facteurs de transcription – des protéines qui activent d'autres gènes dans la cellule – dans les fibroblastes, un type de cellule de la peau. (Deux de ces facteurs de transcription étaient les mêmes dans les deux groupes ; deux étaient différents. Tous avaient déjà été identifiés dans des cellules souches embryonnaires.) Les scientifiques pensent que lorsqu'ils sont exprimés dans les cellules adultes, les facteurs de transcription activent une cascade génétique qui renvoie la cellule et son ADN à un état de type embryonnaire.

Lorsqu'elles ont été implantées dans des souris, les cellules ont généré une boule de tissu contenant plusieurs types de cellules différenciées, un test standard de pluripotence cellulaire. L'équipe de Yamanaka a également montré que les cellules pouvaient se différencier en cellules musculaires et nerveuses, en utilisant les mêmes protocoles que ceux utilisés avec les cellules souches embryonnaires. Les résultats ont été publiés en ligne aujourd'hui dans les revues Cellule et La science .

Avant que ces cellules puissent être envisagées pour la thérapeutique humaine, les chercheurs devront développer un autre moyen d'exprimer les facteurs de transcription. Les virus actuellement utilisés peuvent s'intégrer dans le génome et poser des problèmes de sécurité potentiels. On ne sait pas encore à quel point cela sera difficile à réaliser, mais Thomson dit que son groupe et d'autres travaillent déjà sur ce problème.

Bien qu'il reste beaucoup de travail à faire, Thomson dit que les résultats sont susceptibles d'accélérer le rythme de la recherche en encourageant davantage de scientifiques à étudier les cellules souches et en augmentant le financement pour le domaine. Mon baromètre personnel d'optimisme a beaucoup augmenté, dit-il. Je pense que les jeunes chercheurs ont évité de se lancer dans ce domaine à cause des problèmes éthiques… Maintenant, je pense que de plus en plus de laboratoires adopteront cette méthode.

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