chapitre 20 La biotechnologie
481
chez les Animaux adultes, les scientifiques apprennent à les
reconnaître, à les isoler à partir de divers tissus et, dans certains cas, à les mettre en culture. Quand les cellules souches
provenant d’Animaux adultes sont placées dans des conditions de culture adéquates (par exemple, l’ajout de facteurs
de croissance précis), elles peuvent être amenées à se différencier en plusieurs types de cellules spécialisées, bien
qu’aucune ne soit aussi polyvalente que les cellules SE.
En plus de constituer une extraordinaire source de données
sur la différenciation, la recherche sur les cellules embryonnaires ou les cellules souches adultes a un énorme potentiel
dans le domaine médical. L’objectif majeur est d’obtenir des
cellules dans le but de soigner des organes endommagés ou
malades. Parmi les applications possibles, on peut penser aux
cellules pancréatiques productrices d’insuline pour les diabétiques de type 1 ou à certains types de neurones pour les
patients souffrant de la maladie de Parkinson ou de la chorée
de Huntington. On utilise depuis longtemps les cellules souches
adultes issues de la moelle osseuse comme source de cellules
du système immunitaire chez les patients dont le propre
système immunitaire n’est pas fonctionnel à cause d’anomalies génétiques ou d’une radiothérapie contre le cancer.
Le potentiel de développement des cellules souches adultes
est limité à certains tissus. Pour la plupart des applications
médicales, les cellules souches embryonnaires sont plus prometteuses que les cellules souches adultes parce qu’elles sont
pluripotentes, c’estàdire capables de se différencier en
de nombreux types de cellules. Cependant, jusqu’à maintenant, la seule façon d’obtenir ce type de cellules consiste à
les extraire d’embryons humains, ce qui pose des difficultés
d’ordre éthique et politique.
Actuellement, les cellules SE proviennent d’embryons
donnés par des patientes suivant des traitements contre la
stérilité ou de cultures cellulaires continues établies au départ
avec des cellules isolées d’embryons donnés. S’ils ont été
capables de cloner des embryons humains jusqu’au stade de
blastocyste, les scientifiques pourraient à l’avenir utiliser ces
copies comme sources de cellules souches embryonnaires. De
plus, avec un noyau donneur provenant d’un individu atteint
d’une maladie particulière, ils pourraient produire des cellules
SE qui permettraient de préparer un traitement sur mesure,
adapté au patient, et qui ne seraient pas rejetées par son système immunitaire. Lorsque le but principal du clonage est de
produire des cellules SE pour traiter des maladies, le processus
s’appelle clonage thérapeutique. Bien que la plupart des gens
croient que le clonage reproductif d’humains est contraire à
l’éthique, les opinions varient au sujet de la moralité du clonage thérapeutique.
Faire progresser le débat semble maintenant moins impératif puisque les chercheurs ont réussi à reprogrammer des
cellules complètement différenciées pour qu’elles se comportent comme des cellules SE. La réalisation de cette percée, qui
s’est heurtée à d’énormes obstacles, a été annoncée en 2007,
d’abord par des laboratoires qui utilisaient des cellules de
peau de souris, puis par d’autres groupes qui travaillaient sur
des cellules de peau humaine et d’autres organes ou tissus.
Dans tous les cas, les chercheurs ont transformé les cellules
différenciées en cellules SE en utilisant des rétrovirus pour
introduire des copies clonées supplémentaires de quatre
gènes régulateurs maîtres de « cellules souches ». Tous les tests
réalisés jusqu’ici indiquent que les cellules transformées,
appelées cellules souches pluripotentes induites (SPi), peuvent
faire tout ce que les cellules SE font habituellement. Plus
récemment, toutefois, plusieurs groupes de recherche ont
découvert des différences entre les cellules SPi et les cellules
SE dans l’expression des gènes et d’autres fonctions cellulaires,
comme la division cellulaire. Au moins jusqu’à ce que ces différences soient complètement comprises, l’étude des cellules
SE continuera de contribuer largement au développement
des thérapies par les cellules souches. (En fait, les cellules SE
seront probablement toujours d’un grand intérêt pour la
recherche fondamentale également.) Entretemps, le travail
continue avec les cellules SPi disponibles.
Les cellules SPi humaines pourraient faire l’objet de grands
types d’applications. Premièrement, il est possible de reprogrammer en cellules SPi les cellules provenant de personnes
malades ; de telles cellules peuvent servir de modèles pour
étudier la maladie et mettre au point de futurs traitements.
On a déja créé des lignées de cellules SPi humaines à partir
d’individus atteints de diabète de type 1, de la maladie de
Parkinson et d’au moins une douzaine d’autres maladies.
Deuxièmement, dans le domaine de la médecine régénérative, on envisage de reprogrammer les propres cellules du
patient en cellules Spi, puis de les utiliser pour remplacer des
tissus non fonctionnels (figure 20.22). D’intenses recherches
sont en cours afin de concevoir des techniques permettant
de forcer les cellules SPi à se transformer en divers types de
cellules spécifiques répondant aux besoins thérapeutiques.
Ces recherches ont déjà connu certains succès. Les cellules
SPi créées de cette façon fournissent au bout d’un certain
temps des cellules de « remplacement » sur mesure pour des
patients sans qu’il soit besoin d’utiliser des ovules ou des
embryons humains, éludant ainsi la plupart des objections
d’ordre éthique.
retour sur le ConCept 20.3
1. En vous appuyant sur les connaissances actuelles,
comment expliqueriezvous la différence dans le
pourcentage de têtards obtenus à partir des deux
sortes de noyaux donneurs de la figure 20.18 ?
2. Si vous clonez une carotte à l’aide de la technique
illustrée à la figure 20.17, les plantes produites
(« clones ») serontelles identiques ? Pourquoi ?
3.
et sI ?
Si vous étiez médecin et que vous vouliez
utiliser des cellules SPi pour traiter un patient atteint
d’un diabète de type 1 grave, quelles nouvelles
techniques faudraitil mettre au point ?
4. FaItes des lIens Comparez une cellule individuelle
de carotte de la figure 20.17 avec la cellule musculaire
complètement différenciée de la figure 18.18
(p. 427) au regard de leur capacité totipotente.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.
481
chez les Animaux adultes, les scientifiques apprennent à les
reconnaître, à les isoler à partir de divers tissus et, dans certains cas, à les mettre en culture. Quand les cellules souches
provenant d’Animaux adultes sont placées dans des conditions de culture adéquates (par exemple, l’ajout de facteurs
de croissance précis), elles peuvent être amenées à se différencier en plusieurs types de cellules spécialisées, bien
qu’aucune ne soit aussi polyvalente que les cellules SE.
En plus de constituer une extraordinaire source de données
sur la différenciation, la recherche sur les cellules embryonnaires ou les cellules souches adultes a un énorme potentiel
dans le domaine médical. L’objectif majeur est d’obtenir des
cellules dans le but de soigner des organes endommagés ou
malades. Parmi les applications possibles, on peut penser aux
cellules pancréatiques productrices d’insuline pour les diabétiques de type 1 ou à certains types de neurones pour les
patients souffrant de la maladie de Parkinson ou de la chorée
de Huntington. On utilise depuis longtemps les cellules souches
adultes issues de la moelle osseuse comme source de cellules
du système immunitaire chez les patients dont le propre
système immunitaire n’est pas fonctionnel à cause d’anomalies génétiques ou d’une radiothérapie contre le cancer.
Le potentiel de développement des cellules souches adultes
est limité à certains tissus. Pour la plupart des applications
médicales, les cellules souches embryonnaires sont plus prometteuses que les cellules souches adultes parce qu’elles sont
pluripotentes, c’estàdire capables de se différencier en
de nombreux types de cellules. Cependant, jusqu’à maintenant, la seule façon d’obtenir ce type de cellules consiste à
les extraire d’embryons humains, ce qui pose des difficultés
d’ordre éthique et politique.
Actuellement, les cellules SE proviennent d’embryons
donnés par des patientes suivant des traitements contre la
stérilité ou de cultures cellulaires continues établies au départ
avec des cellules isolées d’embryons donnés. S’ils ont été
capables de cloner des embryons humains jusqu’au stade de
blastocyste, les scientifiques pourraient à l’avenir utiliser ces
copies comme sources de cellules souches embryonnaires. De
plus, avec un noyau donneur provenant d’un individu atteint
d’une maladie particulière, ils pourraient produire des cellules
SE qui permettraient de préparer un traitement sur mesure,
adapté au patient, et qui ne seraient pas rejetées par son système immunitaire. Lorsque le but principal du clonage est de
produire des cellules SE pour traiter des maladies, le processus
s’appelle clonage thérapeutique. Bien que la plupart des gens
croient que le clonage reproductif d’humains est contraire à
l’éthique, les opinions varient au sujet de la moralité du clonage thérapeutique.
Faire progresser le débat semble maintenant moins impératif puisque les chercheurs ont réussi à reprogrammer des
cellules complètement différenciées pour qu’elles se comportent comme des cellules SE. La réalisation de cette percée, qui
s’est heurtée à d’énormes obstacles, a été annoncée en 2007,
d’abord par des laboratoires qui utilisaient des cellules de
peau de souris, puis par d’autres groupes qui travaillaient sur
des cellules de peau humaine et d’autres organes ou tissus.
Dans tous les cas, les chercheurs ont transformé les cellules
différenciées en cellules SE en utilisant des rétrovirus pour
introduire des copies clonées supplémentaires de quatre
gènes régulateurs maîtres de « cellules souches ». Tous les tests
réalisés jusqu’ici indiquent que les cellules transformées,
appelées cellules souches pluripotentes induites (SPi), peuvent
faire tout ce que les cellules SE font habituellement. Plus
récemment, toutefois, plusieurs groupes de recherche ont
découvert des différences entre les cellules SPi et les cellules
SE dans l’expression des gènes et d’autres fonctions cellulaires,
comme la division cellulaire. Au moins jusqu’à ce que ces différences soient complètement comprises, l’étude des cellules
SE continuera de contribuer largement au développement
des thérapies par les cellules souches. (En fait, les cellules SE
seront probablement toujours d’un grand intérêt pour la
recherche fondamentale également.) Entretemps, le travail
continue avec les cellules SPi disponibles.
Les cellules SPi humaines pourraient faire l’objet de grands
types d’applications. Premièrement, il est possible de reprogrammer en cellules SPi les cellules provenant de personnes
malades ; de telles cellules peuvent servir de modèles pour
étudier la maladie et mettre au point de futurs traitements.
On a déja créé des lignées de cellules SPi humaines à partir
d’individus atteints de diabète de type 1, de la maladie de
Parkinson et d’au moins une douzaine d’autres maladies.
Deuxièmement, dans le domaine de la médecine régénérative, on envisage de reprogrammer les propres cellules du
patient en cellules Spi, puis de les utiliser pour remplacer des
tissus non fonctionnels (figure 20.22). D’intenses recherches
sont en cours afin de concevoir des techniques permettant
de forcer les cellules SPi à se transformer en divers types de
cellules spécifiques répondant aux besoins thérapeutiques.
Ces recherches ont déjà connu certains succès. Les cellules
SPi créées de cette façon fournissent au bout d’un certain
temps des cellules de « remplacement » sur mesure pour des
patients sans qu’il soit besoin d’utiliser des ovules ou des
embryons humains, éludant ainsi la plupart des objections
d’ordre éthique.
retour sur le ConCept 20.3
1. En vous appuyant sur les connaissances actuelles,
comment expliqueriezvous la différence dans le
pourcentage de têtards obtenus à partir des deux
sortes de noyaux donneurs de la figure 20.18 ?
2. Si vous clonez une carotte à l’aide de la technique
illustrée à la figure 20.17, les plantes produites
(« clones ») serontelles identiques ? Pourquoi ?
3.
et sI ?
Si vous étiez médecin et que vous vouliez
utiliser des cellules SPi pour traiter un patient atteint
d’un diabète de type 1 grave, quelles nouvelles
techniques faudraitil mettre au point ?
4. FaItes des lIens Comparez une cellule individuelle
de carotte de la figure 20.17 avec la cellule musculaire
complètement différenciée de la figure 18.18
(p. 427) au regard de leur capacité totipotente.
Voir les réponses proposées à la fin du chapitre.