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Qu’Est-Ce Qu’Une Cellule Souche?

Les cellules souches ont le potentiel unique de s’auto-répliquer et de se transformer en cellules de différents tissus au cours de la vie d’une personne. La majorité des cellules corporelles sont spécialisées et remplissent une fonction spécifique dans l’organisme. Les cellules cérébrales, par exemple, libèrent des neurotransmetteurs (impulsions) en réponse à des signaux électrochimiques émis par d’autres cellules cérébrales ; les cellules rétiniennes sont activées par la lumière et les cellules pancréatiques produisent de l’insuline. Les cellules somatiques sont des cellules qui ne se multiplient pas et ne se différencient pas en différents types de cellules. En revanche, les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui ne se transforment pas en types de cellules spécifiques tant qu’elles ne reçoivent pas un signal en ce sens.

Les cellules souches adultes et les cellules souches embryonnaires sont les deux types de cellules souches. Les cellules souches adultes sont des cellules présentes dans le corps après la naissance, tandis que les cellules souches embryonnaires sont prélevées dans l’embryon très précoce (blastula).  ;

CELLULES SOUCHES

Figure 1 : Illustration d’une cellule souche flottant librement.

Le terme « cellules souches adultes » ne fait pas allusion à une caractéristique associée à l’âge adulte ; il est plutôt utilisé pour distinguer ces cellules souches des cellules souches d’un embryon en développement. Les cellules souches adultes comprennent les cellules souches présentes dans la moelle osseuse des adultes et des enfants, ainsi que les cellules souches présentes dans le cordon ombilical.

L’approche de la mobilisation des cellules souches endogènes (ESCM) concerne la libération des cellules souches présentes dans la moelle osseuse après la naissance.

LE POTENTIEL DES CELLULES SOUCHES ADULTES

Les cellules souches adultes (CSA) se trouvent principalement dans la moelle osseuse, mais aussi dans divers tissus tels que le foie,1 l’intestin,2 les muscles,3 le cerveau,4 le pancréas,5 ainsi que dans le sang et de nombreux autres tissus.6

Bien que les cellules souches locales semblent simplement participer à la réparation minimale des tissus, le rôle des CSA est de maintenir et de réparer les tissus où elles se trouvent.

Lorsque la quantité de cellules souches présentes dans le tissu est insuffisante pour réparer des blessures graves ou des lésions, les cellules souches de la moelle osseuse sont sollicitées pour aider à la guérison. Il convient de noter que certains tissus, tels que le cerveau et le cœur, dépendent fortement des cellules souches locales pour leur réparation ; néanmoins, ces cellules souches locales sont activées par la migration des cellules souches de la moelle osseuse (BMSC) dans le tissu endommagé.

Cellules souches

Figure 2 : Illustration de la mobilisation des cellules souches.

Par conséquent, les BMSC jouent un rôle important dans la réparation du cerveau et du cœur, même si les cellules souches dérivées des tissus sont responsables de la majeure partie de la réparation.

Parce qu’on pensait qu’elles ne se développaient qu’en globules rouges, lymphocytes, plaquettes, os et tissu conjonctif, les cellules souches de la moelle osseuse (CSMO) ont toujours été considérées comme ayant une capacité limitée à s’adapter aux changements de leur environnement (ou une plasticité limitée). Une série de découvertes faites au tournant du siècle a changé ce point de vue. L’extraordinaire capacité d’adaptation des BMSC a été établie par de nombreuses recherches au cours des deux dernières décennies. On a découvert que les BMSC avaient la capacité de se transformer en cellules musculaires,7 cellules cardiaques,8 cellules capillaires de l’endothélium,9  ;les cellules du foie,10 du poumon,11 de l’intestin,12 et de la peau,13 en tant que cellules neurales.14

Jang et al, par exemple, ont réalisé une expérience remarquable au cours de laquelle des cellules souches ont été cultivées conjointement avec du tissu hépatique normal ou lésé. Une membrane semi-perméable séparait les cellules souches du tissu hépatique, avec des pores suffisamment larges pour laisser passer les produits chimiques, mais suffisamment petits pour empêcher les cellules de passer d’un compartiment à l’autre. Les chercheurs ont utilisé des marqueurs de cellules souches et de cellules hépatiques pour montrer que lorsque les cellules souches étaient implantées en présence de tissu hépatique lésé, elles se transformaient rapidement en cellules hépatiques.

MOELLE OSSEUSE ET CELLULES SOUCHES

Beaucoup de gens croient que l’os n’est qu’un dépôt de calcium sans vie, avec une structure solide et peu de circulation sanguine. Ce n’est pas du tout le cas. Les os sont très vivants et sont traversés par une grande quantité de sang. Compte tenu de l’importance de la moelle osseuse en tant que source de cellules souches, une brève description de la moelle osseuse s’impose.

La structure osseuse est divisée en deux catégories : compacte et spongieuse. La densité de ces deux structures osseuses diffère, de même que l’organisation du tissu osseux. La quantité (épaisseur) et la densité de l’os compact déterminent la solidité de l’os. L’os spongieux est le siège de la circulation sanguine et de la « vie » de l’os. La moelle osseuse se trouve dans de petites cavités à l’intérieur de l’os spongieux à cet endroit.

La moelle rouge et la moelle jaune ou graisseuse sont les deux types de moelle osseuse. Seule la moelle rouge produit des cellules souches. Seule la moelle rouge est présente dans les os des adolescents. Cependant, la moelle jaune, qui stocke les graisses, remplace la moelle rouge dans la diaphyse des os longs au fur et à mesure de la maturation des os. La plupart de la moelle rouge sera remplacée par de la moelle grasse avant l’âge de 28 ans, et la moelle rouge n’est présente que dans les côtes, les vertèbres, les os du bassin et le crâne.

La transformation de la moelle rouge en moelle jaune explique la baisse de la création de cellules souches avec l’âge, car les cellules souches ne sont formées que dans la moelle rouge. Et c’est là que réside l’une des raisons les plus fondamentales du vieillissement : avec l’âge, le nombre de cellules souches en circulation diminue, ce qui réduit la capacité de l’organisme à se réparer et à se remplacer.

Références :

  1. Wang X, Foster M, Al-Dhalimy M, Lagasse E, Finegold M, and Grompe M (2003) The origin and liver repopulating capacity of murine oval cells. PNAS 100(suppl.1):11881-11888.
  2. Barker N, van de Wetering M, Clevers H. (2008) The intestinal stem cell. Genes Dev. 22(14):1856-64.
  3. Kuang S, Gillespie MA, Rudnicki MA. (2008) Niche regulation of muscle satellite cell self- renewal and differentiation. Cell Stem Cell. 10;2(1):22-31.
  4. Revishchin AV, Korochkin LI, Okhotin VE, Pavlova GV. (2008) Neural stem cells in the mammalian brain. Int Rev Cytol. 265:55- 109.
  5. Burke ZD, Thowfeequ S, Peran M, Tosh D. (2007) Stem cells in the adult pancreas and liver. Biochem J. 404(2):169-78.
  6. Díaz-Flores L Jr, Madrid JF, Gutiérrez R, Varela H, Valladares F, Alvarez-Argüelles H, Díaz- Flores L. (2006) Adult stem and transit- amplifying cell location. Histol Histopathol. 21(9):995- 1027.
  7. Abedi M, Greer DA, Colvin GA, Demers DA, Dooner MS, Harpel JA, Weier HU, Lambert JF, and Quesenberry PJ (2004) Robust conversion of marrow cells to skeletal muscle with formation of marrow-derived muscle colonies: A multifactorial process. Exp. Hematol. 32:426-434.
  8. Fraser JK, Schreiber RE, Zuk PA, and Hedrick MH (2004) Adult stem cell therapy for the heart. Intern. J Biochem & Cell Biol 36:658–666.
  9. Asahara T, Masuda H, Takahashi T, Kalka C, Pastore C,Silver M, Kearne M, Magner M, and Isner JM (1999) Bone Marrow Origin of Endothelial Progenitor Cells Responsible for Postnatal Vasculogenesis in Physiological and Pathological Neovascularization. Circ Res. 85:221-228.
  10. Jang YY, Collector MI, Baylin SB, Diehl AM, and Sharkis SJ (2004) Hematopoietic stem cells convert into liver cells within days without fusion. Nature Cell Biol. 6(6):532-529.
  11. Sanchez-Ramos JR (2002) Neural Cells Derived From Adult Bone Marrow and Umbilical Cord Blood. J. Neurosci Res 69:880– 893.
  12. Krause DS, Theise ND, Collector MI, Henegariu O, Hwang S, Gardner R, Neutzel S, and Sharkis SJ (2001) Multi-organ, multi- lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell. Cell 105:369-377.
  13. Branski LK, Gauglitz GG, Herndon DN, and Jeschke MG. (2008) A review of gene and stem cell therapy in cutaneous wound healing. Burns, July 4.
  14. Dezawa M, Ishikawa H, Hoshino M, Itokazu Y, and Nabeshima Y. (2005) Potential of bone marrow stromal cells in applications for neuro-degenerative, neuro-traumatic and muscle degenerative diseases. Curr Neuropharmacol. 3(4):257-66

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