les cellules souches

Souris cellules souches embryonnaires avec marqueur fluorescent.

Embryonic colonie de cellules souches humaines embryonnaires couche sur fibroblastes d'alimentation de la souris.

Les cellules souches sont des cellules trouvés dans la plupart, sinon la totalité, multi-cellulaires organismes . Ils sont caractérisés par la capacité de se renouveler par mitotique la division cellulaire et se différencier en un large éventail de types de cellules spécialisées. Recherche dans le domaine des cellules souches est née des résultats par Canada scientifiques Ernest A. McCulloch et James E. Till dans les années 1960. Les deux grands types de cellules souches de mammifère sont: des cellules souches embryonnaires qui se trouvent dans blastocystes, et les cellules souches adultes que l'on trouve dans les tissus adultes. Dans un développement embryon, les cellules souches peuvent se différencier en tous les tissus embryonnaires spécialisés. En organismes adultes, les cellules souches et cellules progénitrices agissent comme un système de réparation de l'organisme, la reconstitution des cellules spécialisées, mais aussi de maintenir le roulement normal des organes de régénération, tels que le sang, la peau et les tissus intestinaux.

Comme les cellules souches peuvent être cultivées et transformées en cellules spécialisées ayant des caractéristiques compatibles avec des cellules de divers tissus tels que les muscles ou de nerfs par le biais de culture cellulaire, leur utilisation dans thérapies médicales a été proposé. En particulier, l'embryon les lignées cellulaires, des cellules souches embryonnaires autologues générés par clonage thérapeutique, et très plastique cellules souches adultes de la le sang du cordon ombilical ou la moelle osseuse sont présentées comme des candidats prometteurs.

Les propriétés des cellules souches

La définition classique d'une cellule souche nécessite qu'il possède deux propriétés:

• Auto-renouvellement - la capacité d'aller à travers de nombreux cycles de la division cellulaire tout en maintenant l'état indifférencié.
• Activité - la capacité à se différencier en types de cellules spécialisées. Au sens strict, ce qui nécessite des cellules souches à être soit totipotentes ou pluripotentes - pour être en mesure de donner lieu à ne importe quel type de cellules matures, bien que multipotentes ou unipotente cellules progénitrices sont parfois désignés sous le nom de cellules souches.

définitions de virilité

Pluripotentes, les cellules souches embryonnaires proviennent que des cellules de masse interne dans un blastocyste. Les cellules souches peuvent être ne importe quel tissu dans le corps, à l'exclusion d'un placenta. Seuls les cellules de la morula sont totipotentes, capables de devenir tous les tissus et un placenta.

La puissance spécifie le potentiel de différenciation (le potentiel de se différencier en différents types de cellules) de la cellule souche.

• Les cellules souches totipotentes sont produites à partir de la fusion d'une cellule d'oeuf et le sperme. Cellules produites par les premières divisions de l'œuf fécondé sont également totipotentes. Ces cellules peuvent se différencier en types de cellules embryonnaires et extra-embryonnaires.

• Les cellules souches pluripotentes sont les descendants des cellules totipotentes et peuvent se différencier en cellules dérivées de l'une des trois feuillets embryonnaires.

• Les cellules souches multipotentes peuvent produire que des cellules d'une famille étroitement liée de cellules (par exemple, des cellules souches hématopoïétiques se différencient en cellules rouges du sang, les globules blancs, des plaquettes, etc.).

• Cellules unipotentes peuvent produire un seul type de cellule, mais ont la propriété d'auto-renouvellement qui les distingue des cellules souches non (par exemple, les cellules souches du muscle).

L'identification des cellules souches

La définition pratique d'une cellule souche est la définition fonctionnelle - la capacité de régénérer les tissus pendant toute une vie. Par exemple, le test de la norme d'or pour une cellule souche de moelle osseuse ou hématopoïétiques (HSC) est la capacité de transplanter une cellule et sauver un individu sans CSH. Dans ce cas, une cellule souche doit être capable de produire de nouvelles cellules sanguines et des cellules du système immunitaire sur une longue durée, ce qui démontre la puissance. Il devrait également être possible d'isoler des cellules souches de l'individu transplanté, qui peuvent eux-mêmes être transplanté dans une autre personne sans CSH, ce qui démontre que la cellule souche était capable de se auto-renouveler.

Les propriétés des cellules souches peuvent être illustrés in vitro, en utilisant des méthodes telles que essais clonogéniques, où les cellules simples sont caractérisés par leur capacité à se différencier et de se auto-renouveler. De plus, les cellules souches peuvent être isolées sur la base d'un ensemble distinct de marqueurs de surface cellulaire. Cependant, les conditions de culture in vitro peuvent modifier le comportement des cellules, ce qui rend difficile de savoir si les cellules se comportent d'une manière similaire in vivo. Un débat considérable existe si certaines populations de cellules adultes proposées sont vraiment des cellules souches.

Les cellules souches embryonnaires

Des lignées de cellules souches embryonnaires (lignées de cellules ES) sont des cultures de cellules dérivées de la le tissu de l'épiblaste masse cellulaire interne (ICM) d'un blastocyste ou plus tôt embryons au stade morula. Un blastocyste est un stade précoce embryon d'environ quatre à cinq jours anciens chez les humains et constitués de 50 à 150 cellules. Les cellules ES sont pluripotentes et donner lieu au cours du développement à tous les dérivés des trois primaires feuillets embryonnaires: ectoderme, l'endoderme et le mésoderme. En d'autres termes, ils peuvent développer dans chacun des types cellulaires plus de 200 de l'adulte corps lorsqu'il est administré une stimulation suffisante et nécessaire pour un type de cellule spécifique. Ils ne contribuent pas aux membranes extra-embryonnaires ou la placenta.

Presque toutes les recherches à ce jour a eu lieu en utilisant la souris des cellules souches embryonnaires (MES) ou de cellules souches embryonnaires humaines (hES). Tous les deux ont les caractéristiques de cellules souches essentiels, mais ils nécessitent des environnements très différents afin de maintenir un état indifférencié. Des cellules ES de souris sont cultivées sur une couche de gélatine et nécessitent la présence de facteur inhibiteur de leucémie (LIF). Les cellules ES humaines sont cultivées sur une couche nourricière de embryonnaires de souris fibroblastes (MEF) et nécessitent la présence de facteur de croissance basique des fibroblastes (bFGF ou FGF-2). Sans conditions optimales de culture ou manipulation génétique, des cellules souches embryonnaires seront rapidement différencier.

Une cellule souche embryonnaire humaine est également définie par la présence de plusieurs facteurs de transcription et des protéines de surface cellulaire. Les facteurs de transcription Oct-4, Nanog, et SOX2 former le réseau de régulation central qui assure la suppression des gènes qui conduisent à la différenciation et le maintien de la pluripotence. Les antigènes de surface des cellules les plus couramment utilisés pour identifier des cellules hES sont les glycolipides et SSEA3 SSEA4 et les antigènes de sulfate de kératane TRA-1-60 et TRA-1-81. La définition moléculaire d'une cellule souche comprend beaucoup plus de protéines et continue d'être l'objet de recherches.

Après près de dix années de recherche, il n'y a pas de traitements approuvés ou des essais humains en utilisant des cellules souches embryonnaires. Cellules ES, étant des cellules totipotentes, exigent des signaux spécifiques de différenciation correcte - se il est injecté directement dans un autre corps, les cellules ES se différencier en de nombreux types de cellules, provoquant une tératome. La différenciation des cellules ES en cellules utilisables tout en évitant le rejet de greffe sont que quelques-uns des obstacles que les chercheurs de cellules souches embryonnaires sont encore confrontés. Beaucoup de pays ont actuellement moratoires sur soit recherche sur les cellules ES ou la production de nouvelles lignées de cellules ES. En raison de leurs capacités combinées d'expansion illimitée et la pluripotence des cellules souches embryonnaires demeurent une source théoriquement potentiel pour la médecine régénérative et le remplacement des tissus après une lésion ou une maladie.

Les cellules souches adultes

Souches division cellulaire et la différenciation A - cellules souches. B - cellules souches; C - cellule différenciée; 1 - division de cellules souches symétrique; 2 - division de cellules souches asymétrique; 3 - division géniteur; 4 - différenciation terminale

La cellule souche adulte terme se réfère à ne importe quelle cellule qui se trouve dans un organisme qui a développé deux propriétés: la capacité de se diviser et de créer une autre cellule comme lui-même et aussi diviser et de créer une cellule plus différenciée que lui-même. Aussi connu sous somatiques (du grec Σωματικóς, "du corps") les cellules souches et la lignée germinale (donnant lieu à des gamètes) des cellules souches, ils peuvent être trouvés chez les enfants, ainsi que les adultes.

Les cellules souches adultes pluripotentes sont rares et généralement peu nombreuses mais peuvent être trouvés dans un certain nombre de tissus, y compris le sang du cordon ombilical. Une grande partie de la recherche sur les cellules souches adultes a mis l'accent sur la clarification de leur capacité de se diviser ou se auto-renouveler indéfiniment et leur potentiel de différenciation. Chez la souris, les cellules souches pluripotentes sont générées directement à partir de cultures de fibroblastes adultes.

La plupart des cellules souches adultes sont lignée restreinte ( multipotentes) et sont généralement désignés par leur origine tissulaire ( les cellules souches mésenchymateuses, cellules souches du tissu adipeux, les cellules souches endotheliales, etc.).

Adultes traitements de cellules souches ont été utilisés avec succès depuis de nombreuses années pour traiter la leucémie et les cancers osseux / sanguins connexes par greffe de moelle osseuse. Les cellules souches adultes sont également utilisés en médecine vétérinaire pour traiter des tendons et des ligaments blessures chez les chevaux. L'utilisation de cellules souches adultes en recherche et en thérapie ne est pas aussi controversée des cellules souches embryonnaires, parce que la production de cellules souches adultes ne nécessite pas la destruction d'un embryon. En outre, parce que dans certains cas les cellules souches adultes peuvent être obtenus à partir du destinataire, (e autogreffe) le risque de rejet est essentiellement inexistant dans ces situations. Par conséquent, plus de financement du gouvernement américain est fourni pour la recherche sur les cellules souches adultes.

Lignage

Afin d'assurer l'auto-renouvellement des cellules souches subissent deux types de division cellulaire (voir souches division cellulaire et schéma de différenciation). Division symétrique donne naissance à deux cellules filles identiques à la fois doués de propriétés de cellules souches. Division asymétrique, d'autre part, ne produit qu'une seule cellule souche et une cellules souches avec un potentiel d'auto-renouvellement limité. Progéniteurs peuvent passer par plusieurs cycles de division cellulaire avant terminale se différencier en une cellule mature. Il est possible que la distinction entre moléculaire symétrique et divisions asymétriques réside dans la séparation différentielle des protéines de la membrane cellulaire (telles que récepteurs) entre les cellules filles.

Une théorie alternative est que les cellules souches ne sont pas différenciés en raison de signaux de l'environnement dans leur créneau particulier. Les cellules souches se différencient quand ils quittent ce créneau ou de ne plus recevoir ces signaux. Les études chez la drosophile germarium ont identifié les signaux DPP et adherins jonctions qui empêchent les cellules souches germarium de différenciation.

Les signaux qui conduisent à une reprogrammation de cellules à un état de type embryonnaire sont également à l'étude. Ces voies de signalisation comprennent plusieurs les facteurs de transcription, y compris la oncogène c-Myc. Des études initiales indiquent que la transformation de cellules de souris avec une combinaison de ces signaux anti-différenciation peut inverser la différenciation et peuvent permettre à des cellules adultes à devenir pluripotentes. Cependant, la nécessité de transformer ces cellules avec un oncogene peut empêcher l'utilisation de cette approche dans la thérapie.

Traitements

Les chercheurs médicaux croire que la thérapie de cellules souches a le potentiel de changer radicalement le traitement des maladies humaines. Un certain nombre de thérapies de cellules souches adultes existent déjà, en particulier greffes de moelle osseuse qui sont utilisés pour traiter la leucémie. Dans l'avenir, les chercheurs médicaux prévoient être en mesure d'utiliser les technologies issues de la recherche sur les cellules souches pour traiter une plus grande variété de maladies, dont le cancer , La maladie de Parkinson, lésions de la moelle épinière, La sclérose latérale amyotrophique et lésion musculaire, parmi un certain nombre d'autres déficiences et conditions. Toutefois, il existe encore beaucoup d'incertitude sociale et scientifique entourant la recherche sur les cellules souches, ce qui pourrait être surmonté par le débat public et la recherche future, et la formation continue du public.

Les cellules souches, cependant, sont déjà largement utilisés dans la recherche, et certains scientifiques ne voient pas la thérapie cellulaire que le premier but de la recherche, mais voir l'enquête de cellules souches comme un objectif louable en soi.

La controverse entourant la recherche sur les cellules souches embryonnaires

Il existe une vaste controverse sur la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines qui émane des techniques utilisées dans la création et l'utilisation de cellules souches. Recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines est controversée parce que, à l'état actuel de la technologie, le démarrage d'une lignée de cellules souches exige la destruction d'une embryon humain et / ou clonage thérapeutique. Cependant, récemment, il a été montré que, en principe, des lignées de cellules souches adultes peuvent être manipulés pour générer des lignées de cellules souches embryonnaires comme l'utilisation d'une biopsie seule cellule similaire à celle utilisée dans le diagnostic génétique préimplantatoire qui peuvent permettre la création de cellules souches embryonnaires sans détruire. Ce ne est pas l'ensemble du champ de la recherche sur les cellules souches, mais le domaine spécifique de la recherche sur les cellules souches embryonnaires qui est au centre d'un débat éthique.

Les opposants de la recherche affirment que les technologies de cellules souches embryonnaires sont une pente glissante clonage reproductif et peut fondamentalement dévaloriser la vie humaine. Ceux de la mouvement pro-vie font valoir que l'embryon humain est une vie humaine et a donc droit à la protection.

Au contraire, les partisans de la recherche sur les cellules souches embryonnaires font valoir que cette recherche devrait être poursuivie parce que les traitements qui en résultent pourraient avoir un potentiel médical important. Il est également noté que les embryons excédentaires créés pour fécondation in vitro pourrait être donné avec le consentement et utilisés pour la recherche.

Le débat qui a suivi a incité les autorités à travers le monde à rechercher des cadres réglementaires et souligné le fait que recherche sur les cellules souches représente une social et éthique défi.

Les événements de recherche sur les cellules souches clés

• 1960 - Joseph Altman et Gopal Das présenter une preuve scientifique des adultes neurogenèse, l'activité sur les cellules souches en cours dans le cerveau; leurs rapports se contredisent Cajal de "pas de nouveaux neurones« dogme et sont largement ignorés.
• 1963 - McCulloch et Till illustrer la présence de cellules auto-renouvellement dans moelle osseuse de souris.
• 1968 - La moelle osseuse greffe entre deux frères et sœurs traite avec succès SCID.
• 1978 - Les cellules souches hématopoïétiques sont découverts chez l'homme sang de cordon.
• 1981 - Souris les cellules souches embryonnaires sont dérivées de la masse cellulaire interne par des scientifiques Martin Evans, Matthew Kaufman, et Gail R. Martin. Gail Martin est attribuée pour inventer le terme «cellules souches embryonnaires».
• 1992 - Les cellules souches neurales sont cultivées in vitro comme neurosphères.
• 1997 - La leucémie est montré provenir d'une cellule souche hématopoïétique, la première preuve directe de les cellules souches cancéreuses.
• 1998 - James Thomson et ses collègues tirent la première embryonnaires humaines lignée de cellules souches à la Université du Wisconsin-Madison.
• 2000s - Plusieurs rapports de adultes plasticité des cellules souches sont publiés.
• 2001 - Les scientifiques de Avancée clone Cell Technology premier précoce (stade de quatre à six cellules) embryons humains aux fins de générer des cellules souches embryonnaires.
• 2003 - Dr Songtao Shi du NIH découvre nouvelle source de cellules souches adultes dans les dents primaires des enfants.
• 2004-2005 - chercheur coréen Hwang Woo-Suk prétend avoir créé plusieurs humaine lignées cellulaires embryonnaires souches de humains non fécondés ovocytes. Les lignes ont été présentés plus tard à fabriquer.
• 2005 - Des chercheurs de Université Kingston en Angleterre affirment avoir découvert une troisième catégorie de cellules souches, surnommé les cellules souches embryonnaires-like sang ombilical dérivés (CBE), dérivé du sang de cordon ombilical. Le groupe prétend que ces cellules sont capables de se différencier en d'autres types de tissus de cellules souches adultes.
• Août 2006 - Rat Induites des cellules souches pluripotentes: la revue Cellulaire publie Kazutoshi Takahashi et Shinya Yamanaka, "L'induction de cellules souches pluripotentes de souris embryonnaires et adultes fibroblastes cultures par des facteurs définis".
• Octobre 2006 - Les scientifiques en Angleterre créent les premières cellules du foie jamais artificiels utilisant des cellules souches de sang de cordon ombilical.
• Janvier 2007 - Les scientifiques de Wake Forest University dirigée par le Dr Anthony Atala et Université Harvard rapport découverte d'un nouveau type de cellules souches liquide amniotique. Cela peut potentiellement fournir une alternative aux cellules souches embryonnaires pour une utilisation dans la recherche et la thérapie.
• Juin 2007 - Recherche rapporté par trois groupes différents montre que les cellules normales de la peau peuvent être reprogrammées à un état embryonnaire chez les souris. Dans le même mois, scientifique Shoukhrat Mitalipov rapporte la première création réussie d'une ligne de cellules souches par le biais des primates transfert nucléaire de cellules somatiques
• Octobre 2007 - Mario Capecchi, Martin Evans, et Oliver Smithies remporter le 2007 Prix Nobel de physiologie ou de médecine pour leurs travaux sur les cellules souches embryonnaires de souris à l'aide de ciblage de gène stratégies produisant des souris génétiquement modifiées (connu sous le nom souris KO) pour la recherche génétique.
• Novembre 2007 - Human Induits cellules souches pluripotentes: deux documents similaires publiées par leurs revues respectives avant la publication formelle: dans Cellule par Kazutoshi Takahashi et Shinya Yamanaka, "L'induction de cellules souches pluripotentes à partir de fibroblastes humains adultes par des facteurs définis", et en sciences par Junying Yu, et al., Du groupe de recherche James Thomson, "lignées cellulaires souches pluripotentes induites issues de cellules somatiques humaines": des cellules souches pluripotentes générés à partir de fibroblastes humains matures. Il est maintenant possible de produire une cellule souche à partir de presque ne importe quelle cellule humaine au lieu d'utiliser des embryons en fonction des besoins précédemment, bien que le risque de en raison de la tumorigenèse c-myc et le transfert de gène retroviral reste à déterminer.
• Janvier 2008 - lignées de cellules souches embryonnaires humaines ont été générés sans destruction de l'embryon
• Janvier 2008 - Développement des blastocystes clonés humains suivante transfert nucléaire de cellules somatiques avec des fibroblastes adultes
• Février 2008 - Génération de pluripotentes cellules souches de souris adultes foie et l'estomac: ces cellules iPS semblent être plus similaires aux cellules souches embryonnaires que les cellules iPS développés précédents et non tumorigènes, d'ailleurs gènes qui sont nécessaires pour les cellules iPS ne avez pas besoin d'être inséré dans des sites spécifiques, ce qui encourage le développement de techniques de reprogrammation non viraux.

Souches financement cellulaire et le débat politique aux États-Unis

• 1993 - Selon les Instituts nationaux de la Santé Revitalization Act, le Congrès et le président Bill Clinton donner l'autorité directe NIH pour financer la recherche sur l'embryon humain pour la première fois.
• 1995 - Le Congrès américain édicte en droit un projet de loi de crédits à laquelle est rattaché le Dickey amendement qui interdisait des fonds alloués par le gouvernement fédéral à utiliser pour la recherche où les embryons humains seraient soit créés ou détruits. Ce est antérieure à la création des premières lignées de cellules souches embryonnaires humaines.
• 1999 - Après la création des premières lignes embryonnaires humaines de cellules souches en 1998 par James Thomson de l'Université du Wisconsin, Harriet Rabb, l'avocat supérieure au ministère de la Santé et des Services sociaux, publie un avis juridique qui fixerait le cours pour Clinton la politique de l'administration. Les fonds fédéraux, évidemment, ne pouvaient pas être utilisés pour obtenir des lignées de cellules souches (parce dérivation implique la destruction de l'embryon). Cependant, elle conclut que parce que les cellules souches embryonnaires humaines »ne sont pas un embryon humain à la définition légale," l'Amendement Dickey ne se applique pas à eux. Le NIH est donc libre de donner le financement fédéral à des expériences impliquant les cellules elles-mêmes. Président Clinton appuie fortement les nouvelles directives, en notant que la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines a promis "des avantages potentiellement énormes." Et avec les lignes directrices en place, le NIH commence à accepter les propositions de subventions des scientifiques.
• 02 Novembre 2004 - Californie électeurs approuvent Proposition 71, qui prévoit 3 milliards de dollars de fonds publics sur dix ans à la recherche sur les cellules souches embryonnaires.
• 2001-2006 - US Président George W. Bush signe un décret qui limite la recherche sur les cellules souches financée par le fédéral sur les cellules souches embryonnaires aux lignées cellulaires dérivées déjà. Il prend en charge le financement fédéral pour la recherche embryonnaire de cellules souches sur les lignes déjà existantes d'environ 100 millions $ et 250 millions de dollars pour la recherche sur les cellules souches adultes et animales.
• 5 mai 2006 - Le sénateur Rick Santorum introduit numéro de facture S. 2754, ou de l'Alternative pluripotentes cellules souches Enhancement Act thérapies, dans le Sénat américain .
• 18 Juillet 2006 - Le Sénat américain adopte les cellules souches Research Enhancement Act HR 810 et vote contre S. du sénateur Santorum 2754.
• 19 Juillet 2006 - Président George W. Bush oppose son veto à HR 810 ( Stem Cell Research Enhancement Act), un projet de loi qui aurait inversé l'amendement des crédits Gingrich de l'ère qui a rendu illégal pour les fonds fédéraux pour être utilisé pour la recherche où les cellules souches sont dérivées de la destruction d'un embryon.
• 07 Novembre 2006 - Les habitants de l'État américain de Missouri passé Amendement 2, qui permet l'utilisation de toute la recherche et la thérapie autorisée en vertu de la loi fédérale cellules souches, mais interdit le clonage reproductif humain.
• 16 Février 2007 - Le California Institute for Regenerative Medicine est devenu le plus grand bailleur de fonds de la recherche sur les cellules souches embryonnaires aux États-Unis quand ils attribués près de 45 millions de dollars en subventions de recherche.