Principales utilisations potentielles des Cellules souches en médecine

La recherche sur la structure, la manipulation et la thérapie des cellules souches a donné lieu à de nombreux traitements potentiels de la maladie. La recherche sur les cellules souches est généralement associée à l’utilisation controversée de cellules souches embryonnaires (CES), bien que les scientifiques commencent à utiliser plus fréquemment des cellules souches non embryonnaires. Appelées cellules souches pluripotentes induites (CSPI), ces cellules sont dérivées de la lignée cellulaire somatique d’un patient (toutes les cellules sauf celles impliquées dans la reproduction). Comme les CES, les IPSC sont capables de se différencier en n’importe quel type de cellule et n’ont pas de structure terminale prédéterminée.

En plus de surmonter cette controverse éthique entourant l’utilisation des cellules souches, des travaux récents ont montré que l’utilisation de CSPI peut être plus efficace que les CSPM, car cette dernière est associée à des inconvénients liés au vieillissement.

Un autre type de cellules souches fréquemment mis en évidence dans la recherche est la cellule souche spécifique aux tissus (également appelée somatique/adulte). Ces cellules souches sont plus spécifiques que les CES ou les IPSC, et se différencient généralement en types cellulaires qui comprennent un tissu spécifique. Le MSC, par exemple, est une cellule souche adulte qui donne naissance à des cellules graisseuses osseuses, cartilagineuses, musculaires et médullaires. Pour en savoir plus sur les types de cellules souches, cliquez ici.

Applications pour la thérapie par cellules souches

Compte tenu de la variété des types de cellules souches et de leur utilité potentielle en médecine, de nombreuses recherches ont été consacrées à leur utilisation. Plusieurs domaines dans lesquels des thérapies et des recherches sur les cellules souches ont été appliquées sont décrits ci-dessous.

Peau

Dans un article précédent publié dans Nature, des chercheurs ont appliqué des cellules souches génétiquement modifiées pour régénérer la peau chez un patient atteint d’une maladie connue sous le nom d’épidermolyse bulleuse. Cette condition héréditaire résulte de mutations dans des gènes liés aux protéines de collagène et de laminine et peut causer de graves dommages à la peau. Les chercheurs ont obtenu des cellules souches spécifiques aux tissus à partir d’une biopsie de la peau saine du patient, ont modifié génétiquement ces cellules pour exprimer la laminine fonctionnelle et ont réimplanté ces cellules dans la zone touchée. Cette technique a permis de reproduire 80% de la peau perdue chez ce patient. Bien que l’utilisation de cellules de peau dérivées du MSCs et de l’iPSC se soit produite dans des greffes similaires, cette technique de cellules souches spécifiques aux tissus est plus couramment utilisée dans la régénération de la peau.

Coeur

Le muscle cardiaque est un tissu qui n’est pas facilement régénéré dans le corps. Les allégations concernant les cellules souches spécifiques aux tissus du cœur ont été contestées et le renouvellement documenté des cellules du muscle cardiaque est extrêmement lent. Lorsque l’on a une crise cardiaque (infarctus du myocarde), le flux sanguin vers le cœur est bloqué et ces tissus commencent à mourir en conséquence. Sans moyen naturel de régénérer ce tissu, les greffes cardiaques sont la seule option pour les personnes atteintes de lésions cardiaques graves. Les chercheurs ont tenté d’utiliser des CSM en traitement, mais les résultats à long terme n’ont pas été atteints. Cependant, il a été constaté que les ESC provenant de cellules cardiaques reconstruisaient le muscle cardiaque après un infarctus chez des modèles animaux. Les études sur les rongeurs ont donné des résultats optimistes, mais les études chez les primates ont montré des complications chez certains. La structure du cœur est complexe et composée de nombreux types cellulaires différents, et les chercheurs continuent de travailler pour résoudre les problèmes liés à l’utilisation de l’ESC et de l’iPSC dans la régénération de ces tissus.

Oeil

La thérapie par cellules souches est également utile dans le traitement des personnes souffrant de perte visuelle, avec des thérapies visant à restaurer l’intégrité de l’épithélium pigmentaire rétinien (EPR). L’administration de cellules souches dans la rétine (à l’arrière de l’œil) est une tâche difficile, mais les preuves des essais cliniques soutiennent l’utilisation de cellules RPE dérivées de l’ESC et de l’iPSC dans le traitement de la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Cette maladie est caractérisée par une perte de photorécepteurs et de cellules RPE dans la rétine et peut entraîner une perte de vision complète. Le traitement précoce de la maladie nécessiterait la reconstitution de ces cellules RPE, mais les stades ultérieurs doivent également cibler la régénération des photorécepteurs. La transplantation de cellules d’EPR saines à partir d’un donneur présente des risques potentiels de réponse immunitaire, et l’utilisation de cellules souches pourrait potentiellement surmonter cette barrière.

Muscle squelettique

Des recherches récentes ont visé à utiliser des cellules souches musculaires (MuSCs) pour régénérer le muscle squelettique chez les personnes atteintes de maladies telles que la dystrophie musculaire. Ces patients manquent de protéines essentielles à l’intégrité musculaire et subissent une perte progressive de masse musculaire. Il a été noté que ces MUSCS sont difficiles à cultiver en culture cellulaire, ce qui entraîne des inconvénients pour leurs applications potentielles. Bien qu’il n’ait pas été utilisé dans des essais cliniques, une autre approche de ce problème consiste à stimuler le MuSCs in situ, qui a été modélisé chez les rongeurs. Les IPSC sont apparus comme candidats, en ce sens qu’ils permettraient le remplacement des gènes avant l’implantation. Alternativement, la thérapie génique a été citée comme un domaine d’intérêt important pour la régénération de la masse musculaire.

Tissus neuraux

Semblable au muscle cardiaque, le tissu neural ne se régénère pas activement. En fait, la neurogenèse est un processus qui se produit presque complètement in utero, et une fois que le tissu cérébral est endommagé, il n’y a pas de processus de guérison naturel. Contrairement au tissu cardiaque, aucune option de transplantation de tissu neural n’existe actuellement, ce qui en fait un élément d’intérêt particulier pour la recherche sur les cellules souches. Des études chez les rongeurs ont indiqué que les neurones dérivés de cellules souches pluripotentes (CFP) pourraient être efficaces dans le traitement de la maladie de Parkinson, et des essais similaires impliquant des IPSC et des CES sont à venir bientôt.

Pancréas

Le pancréas ne régénère pas les cellules productrices d’insuline à partir de ses propres cellules souches. En tant que tels, les CSP sont étudiés par des chercheurs cherchant à traiter le diabète. Il a été rapporté que les CES produisent des cellules productrices d’insuline viables in vitro et après transplantation sur des modèles animaux, et des essais humains impliquant des CES sont en cours.

Sang

Les CSP offrent un potentiel de création de globules rouges in vitro, offrant une alternative à l’utilisation du sang de donneur. Ces globules rouges in vitro créés avec des CSP sont restés immatures (nucléés) jusqu’à leur injection dans des modèles de rongeurs, où ils ont mûri en cellules fonctionnelles. Pour augmenter l’offre de plaquettes de la même manière, les chercheurs utilisent également des CSP pour créer des populations de mégacaryocytes in vitro. Bien que ces solutions puissent être efficaces, la production de cellules sanguines dérivées de PSC reste coûteuse et inefficace. La création de lymphocytes T dérivés de la CFP pour une utilisation dans les thérapies anticancéreuses présente également un intérêt, les patients atteints de cancer ayant des taux extrêmement faibles de ces globules blancs.