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Posté par Adrien le Jeudi 14/04/2011 à 00:00
La transdifférenciation au secours de la médecine régénérative
Des chercheurs de l'Institut de Génétique et de Biologie Moléculaire et Cellulaire (IGBMC, CNRS/Inserm/Université de Strasbourg) ont décrit pour la première fois les étapes du mécanisme de transdifférenciation. Ce processus permet à une cellule différenciée de changer d'identité et offre ainsi de belles perspectives à la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du...) régénérative. Ces résultats ont été publiés dans la revue Development le 9 mars 2011.

Actuellement, pour remplacer un organe (Un organe est un ensemble de tissus concourant à la réalisation d'une fonction physiologique. Certains organes assurent simultanément plusieurs fonctions, mais dans ce cas, une fonction est...) perdu ou défectueux, la médecine n'offre pas de solution alternative à la greffe. Pourtant, la transplantation d'organes présente des inconvénients majeurs comme la trop faible quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre...) de donneurs, les problèmes de compatibilité ou encore les effets secondaires dus aux traitements anti-rejets.


Figure: Modèle majeur en biologie du développement, Caenorhabditis elegans est un petit ver (Les vers constituent un groupe très hétérogène d'animaux invertébrés qui partagent une caractéristique commune, à savoir un corps mou, flexible, de forme allongée et ne comportant aucune partie...) (un nématode) qui possède un nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) fixe de cellules, 959 exactement. Depuis 1983, le devenir de chaque cellule (lignage) au cours du développement est connu et permet de suivre très précisément les étapes de la transdifférentiation d'une cellule rectale (en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur,...), à gauche) en motoneurone (en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle varie en luminosité du cyan à une teinte plus sombre comme le...), à droite) dans l'organisme. © IGBMC, S. Jarriault.

Pour régénérer des organes sans avoir recours à la greffe, trois pistes sont en cours d'exploration (L'exploration est le fait de chercher avec l'intention de découvrir quelque chose d'inconnu.) à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début...). La première repose sur l'utilisation de cellules souches embryonnaires humaines (cellules ES). Pour des raisons de bioéthique (La bioéthique est une partie de l'éthique qui est apparue, en tant que « champ » ou « discipline » nouvelle, dans le courant des années 1960 et des interrogations au sujet...), cette technique est cependant controversée et l'accès à ce type de cellules est très contrôlé. Depuis quelques années, une deuxième méthode permettrait de travailler à partir d'autres cellules: les cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS). L'avantage de ce procédé est de pouvoir dé-différencier une cellule adulte pour qu'elle retrouve ses caractéristiques embryonnaires. Toutefois, une telle reprogrammation cellulaire peut entraîner l'accumulation d'aberrations chromosomiques et augmenter le risque tumoral, lié à la nature des cellules iPS (Ips est un genre d'insectes de l'ordre des coléoptères, et de la sous-famille des Scolytinae. Les Ips sont des insectes xylophages ravageurs.). De ce fait, la transdifférenciation, processus qui permet à une cellule différenciée de changer directement d'identité, apparaît comme une autre piste prometteuse.

L'équipe de Sophie Jarriault de l'IGBMC s'est très tôt intéressée à la transdifférenciation. En 2008, son groupe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) a montré l'existence de ce phénomène en travaillant sur un modèle de choix: le ver Caenorhabditis elegans. Cet organisme a permis à l'équipe de suivre, étapes par étapes, la transformation d'une cellule rectale en motoneurone.

En inactivant spécifiquement certains gènes, les chercheurs ont cette fois-ci décrit différents états intermédiaires pour le mécanisme de transdifférenciation, et ce, malgré l'absence de division (La division est une loi de composition qui à deux nombres associe le produit du premier par l'inverse du second. Si un nombre est non nul, la fonction "division par ce nombre" est la réciproque de la...) cellulaire. De plus, ils ont constaté que l'une de ses étapes inclut une dé-différenciation, sans pour autant passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) par le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe ?στημι istêmi, « se tenir droit et ferme ») est...) cellule pluripotente. Ces résultats indiquent d'une part qu'il existerait un découplage entre dé-différenciation et multipotence in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition...) et d'autre part, que le potentiel cellulaire est soumis à des processus de contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) très stricts dans un contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent. Le concept de contexte issu traditionnellement de...) physiologique. Enfin, les scientifiques ont remarqué que, lorsque la cellule se dé-différencie et se redifférencie, elle passe par plusieurs stades semblables à ceux observés pendant le développement neural embryonnaire.

En tant que voie alternative pour la production de cellules de remplacement, utilisables par la médecine régénérative, la transdifférenciation pourrait constituer une réelle promesse pour l'avenir. La compréhension des mécanismes à l'oeuvre dans les phénomènes de conversion d'un type cellulaire à l'autre permettra de répondre à des questions fondamentales en lien avec l'identité et la plasticité cellulaires. Leur caractérisation offrira également la possibilité d'estimer quels risques cette thérapie cellulaire (Dans le cadre des biothérapies, la thérapie cellulaire vise à soigner des cellules ou à soigner un organisme par l'apport de cellules modifiées ou au statut particulier ;...) pourrait présenter pour le patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant une attention médicale ou à qui est prodigué un soin.).

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Source: CNRS-INSB