Cellule souche issue de la reprogrammation d'une cellule adulte différenciée.
Le procédé permettant de faire régresser des cellules adultes jusqu'à un stade
embryonnaire (c'est l'induction) a été découvert en 2006 par le professeur
japonais Shinya Yamanaka, ce qui lui a valu le prix Nobel de médecine en 2012.
Il consiste en un cocktail de 4 gènes normalement actifs uniquement au stade
embryonnaire (Oct3/Oct4, Sox2, Klf4 et c-Myc), qui, incorporé dans le génome
d'une cellule différenciée grâce à un rétrovirus, la fait revenir au stade de
cellule souche pluripotente. Il évite le recours aux cellules souches
prélevées sur des embryons, controversé sur le plan éthique, voire interdit
[08/2009].
L'opération est délicate à mettre en oeuvre : avec un taux de conversion des
cellules adultes en CSPi de seulement 5 %, il faut 3 semaine pour obtenir une
colonie de cellules souches et plusieurs mois pour que cette colonie compte
plusieurs milliers d'individus. Ces CSPi souffrent par ailleurs de défauts
épigénétiques, car elles conservent leurs étiquettes de cellules adultes, qui
peuvent venir perturber leur développement ultérieur [04/2013].
Les cellules SPi constituent un bon moyen d'étudier comment des anomalies se
mettent en place au niveau cellulaire, puisqu'en veillissant elles finissent
par développer les mêmes signes de maladie que la cellule adulte originelle.
Ce qui ouvre la voie à la recherche pharmacologique, leur grand nombre
permettant de cribler une banque de molécules pour repérer celles qui
pourraient présenter une action thérapeutique intéressante [02/2009].
La méthode de production des cellules SPi a été améliorée en mars 2009 et ne
nécessite plus de vecteurs viraux pour insérer les gènes de reprogrammation qui
vont faire régresser la cellule adulte différenciée jusqu'au stade de cellule
souche : l'ajout d'un cocktail de protéines suffit désormais [09/2009].
Les premières souris produites à partir de cellules SPi viennent de voir le
jour dans 3 laboratoires différents (deux chinois et un américain).
L'expérience a consisté à prélever des cellules différenciées adultes (en
l'occurrence des cellules de peau) et à les faire régresser jusqu'au stade de
cellules souches en leur injectant des facteurs de reprogrammation, avant de
les injecter dans une gangue de cellules placentaires et d'implanter le tout
dans l'utérus d'une femelle.
Les taux de réussite varient de 1 à 13 %, sans compter les malformations et la
stérilité présentées par certains rongeurs, mais la voie des souriceaux SPi est
désormais ouverte [09/2009].
Deux études viennent de montrer que les CSPi gardent en mémoire les
caractéristiques du type cellulaire duquel elles proviennent : elles conservent
en effet certaines méthylations, typiques du type cellulaire dont elles sont
issues, ce qui rend plus difficile la différenciation dans un type cellulaire
plus éloigné. Ces différences ont pourtant tendance à s'effacer au fil des
"repiquages", qui consistent à récupérer une partie des cellules en culture
pour les remettre sur un milieu de culture frais [07/2010].
Des études sur la souris viennent de montrer que les CSPi sont rejetées par le
système immunitaire bien qu'issues de fibroblastes du même organisme.
Cela pourrait s'expliquer par les différences d'expression génique des CSPi,
notamment au niveau des gènes Zg16 et Hormad1, fortement exprimés [05/2011].
En ajoutant deux nouveaux gènes (Nanog et Lin28) aux 4 gènes utilisés pour
transformer une cellule adulte en CSPi, Jean-Marc Lemaître et son équipe sont
parvenus à transformer une cellule adulte sénescente (c'est-à-dire ne se
reproduisant plus), chose impossible jusqu'alors [12/2011].
Des cellules de la peau issues de deux patients avec une insuffisance du coeur
ont pu être transformées in vitro en cellules cardiaques fonctionnelles.
Les chercheurs israëliens ont pour cela amélioré le protocole existant en
supplémentant le milieu de culture de l'acide valproïque et en évitant
d'injecter le gène qui code pour le facteur de transcription c-Myc, connu pour
causer des lignées cancéreuses de CSPi. Le vecteur viral, également suspecté
de favoriser les cancers, a été retiré une fois les gènes insérés [05/2012].
Pour la première fois des biologistes japonais sont parvenus à transformer des
cellules de la peau de souris en ovocytes fonctionnels, dont la fécondation a
produit des souris fertiles ayant elles-mêmes engendré des petits. Le taux de
de réussite de ces ovocytes induits à partir de CSPi n'est que de 1,8 % (contre
3,9 % pour des ovocytes directement issus de cellules souches embryonnaires et
12,7 % avec des ovules naturels), la moitié de ces ovocytes induits présentant
des défauts génétiques probablement apparus lors de la méiose, phase spécifique
aux gamètes et rendant ce processus très délicat à conduire, d'autant plus que
les cellules souches humaines sont encore plus difficiles à maîtriser, laissant
loin devant l'espoir d'un traitement de l'infertilité féminine [10/2012].
Des chercheurs chinois, qui étaient déjà parvenus en 2011 à créer des cellules
du foie, du muscle cardiaque ou du cerveau à partir des cellules rénales
présentes en suspension dans l'urine, ont réitéré avec un nouveau protocole qui
permet d'améliorer la fiabilité des cellules cérébrales induites tout en
réduisant les délais de maturation.
Au lieu d'utiliser un rétrovirus (qui s'insère dans l'ADN nucléaire et risque
de créer des perturbations), ils ont fait appel à de l'ADN bactérien, capable
d'influencer le développement de la cellule depuis son cytoplasme.
Les cellules rénales deviennent ainsi pluripotentes en 12 jours seulement (soit
deux fois moins longtemps qu'avec l'ancien protocole). Les cellules souches
neurales produites se sont ensuite montrées capables de se différencier en
neurones fonctionnels in vitro, et d'évoluer en neurones, oligodendrocytes ou
astrocytes une fois transplantées dans le cerveau de nouveau-nés ratons, sans
créer de tumeurs. Cette nouvelle méthode semble donc prometteuse [12/2012].
Pour la première fois, une équipe japonaise est parvenue à faire régresser au
stade de CSPi des lymphocytes T adultes reconnaissant spécifiquement l'antigène
MART-1 présent à la surface des cellules du mélanome. L'intérêt est que l'on
peut faire croître en masse ces CSPi, qui ont ensuite été transformées à
nouveau en lymphocytes T, dont 98 % possédaient encore le récepteur à
l'antigène MART-1. Il reste maintenant à démontrer que le traitement résultant
sera efficace et sans danger [01/2013].
Une équipe de l'université du Wisconsin est parvenue à reprogrammer des cellules
de peau d'un singe rhésus en cellules neuronales primitives, puis à les
transplanter dans le cerveau de l'animal, atteint de la maladie de Parkinson,
où elles se sont différenciées en neurones et en cellules gliales puis ont
montré un développement normal, sans signe d'apparition de cancer.
Ces cellules n'étaient toutefois pas assez nombreuses pour produire de la
dopamine, objectif ultime qui pourrait à terme permettre de faire régresser la
maladie de Parkinson sans risque de rejet [03/2013].
Pour la première fois des chercheurs espagnols sont parvenus à faire régresser
avec succès des cellules adultes en CSPi in vivo chez la souris, alors que les
CSPi produites jusque-là résultaient d'expériences in vitro.
La plasticité de ces CPSi semble supérieure à celle des CSPi classiques et même
des cellules souches embryonnaires (elles sont ainsi capables de produire un
trophectoderme), ce qui les rapproche de la totipotence, et leur transcriptome
ressemble davantage à celui des CSE (99,7 % des ARN exprimés sont identiques à
ceux des CSE, contre 96,6 % pour les CSPi obtenues in vivo) [09/2013].
Pour obtenir cette reprogrammation in vivo, les chercheurs ont utilisé des
souris transgéniques capables d'exprimer les 4 facteurs de croissance
nécessaires à la production de CSPi, et les ont exposé à la doxycycline pour
déclencher la production de ces 4 protéines : en moins de 3 semaines, les
rongeurs avaient développé des tératomes, tumeurs issues de la croissance
anarchique des cellules souches pluripotentes [10/2013].
Synonyme : CSPi.
Anglais : iPS (Induced Pluripotent Stem cells)
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