Utilisations potentielles des cellules souches embryonnaires humaines

Applications en recherche fondamentale

Etant capables de se reproduire indéfiniment et de donner naissance à tous les types de cellules existants, les cellules souches embryonnaires représentent un précieux outil de recherche fondamentale. Grâce aux cellules souches embryonnaires, les travaux de recherche sur l’embryogenèse et l’oncogenèse trouveront des opportunités nouvelles d’analyse et d’observation. De nouveaux médicaments seront testés sur différents types cellulaires.

Des cellules souches embryonnaires humaines pourraient être utilisées dans l’étude de l’embryogenèse précoce et permettre de mieux comprendre des phénomènes qui ont pour conséquence des défauts congénitaux et des anomalies placentaires pouvant conduire à des avortements spontanés.

En étudiant des cellules souches embryonnaires humaines in vitro, il pourrait être possible d’identifier les événements génétiques, moléculaires et cellulaires qui aboutissent à ces anomalies et de développer des méthodes pour les prévenir.

De telles cellules pourraient aussi être utilisées pour explorer les effets des anomalies chromosomiques au stade précoce du développement. Cela pourrait inclure la capacité d’observer le développement des tumeurs pédiatriques précoces dont plusieurs sont d’origine embryonnaire.

Thérapie cellulaire

Les cellules souches embryonnaires pourraient constituer le point de départ de la thérapie cellulaire. Chez la souris, diverses études ont montré que des cardiomyocytes développés à partir de cellules souches embryonnaires murines sont capables de coloniser le tissu cardiaque endommagé. Des rats paralysés traités par injection de cellules souches embryonnaires ont retrouvé leur mobilité.

De nombreux usages ont été proposés pour l’utilisation des cellules souches embryonnaires humaines. Leur utilisation dans la thérapie de la transplantation est le plus souvent évoquée pour remplacer ou restaurer des tissus endommagés par la maladie ou d’autres lésions.

Transplantations

Les maladies qui pourraient être traitées par transplantation de cellules souches embryonnaires humaines sont, par exemple, la maladie de Parkinson, le diabète, les lésions traumatiques de la moelle épinière, les dégénérations des cellules de Purkinje, la dystrophie musculaire de Duchenne de Boulogne, l’infarctus du myocarde et l’osteogenesis imperfecta. Cependant, les traitements de ces maladies exigent que la différenciation des cellules souches embryonnaires humaines soit induite vers des types cellulaires spécifiques.

Tests des drogues à usage pharmaceutique Les cellules souches embryonnaires humaines pourraient être utilisées pour tester des drogues à usage pharmaceutique.

Les tests cliniques comprennent le screening des drogues sur des modèles animaux, des tests in vitro, utilisant des cellules provenant de souris ou de rat par exemple ou des tests in vivo au cours desquels on fait ingérer une substance à un animal pour en tester la toxicité et la sécurité.

Quoique les tests sur des modèles animaux représentent aujourd’hui encore l’outil principal dans la recherche scientifique, ils ne pourraient pas toujours prédire les effets qu’une molécule candidate pourrait avoir sur des cellules humaines.

Tests précliniques

Pour toutes ces raisons, les cultures de cellules humaines sont souvent utilisées dans des tests précliniques. Etant donné que les lignées cellulaires ainsi utilisées sont maintenues en vie in vitro sur une très longue période, elles développent aussi des caractéristiques différentes des cellules in vivo. Ces différences pourraient rendre difficile la prédiction de l’action ou de l’effet d’une molécule donnée sur une cellule in vivo à partir de l’étude d’une cellule in vitro.

En revanche, si la différenciation des cellules souches embryonnaires humaines peut être induite vers des types cellulaires spécifiques essentiels dans l’étude des molécules pharmacologiques, les cellules provenant des cellules souches embryonnaires humaines pourraient être plus à même de mimer la réponse in vivo des cellules ou des tissus par rapport aux molécules testées. Ce serait une méthode plus sûre et moins coûteuse pour tester les drogues pharmacologiques.

Questions essentielles sur les cellules ES

Il sera nécessaire d’identifier le stade de différenciation optimale avant toute transplantation. Il sera également déterminant de démontrer que les cellules transplantées dérivées de cellules ES peuvent survivre, s’intégrer et fonctionner dans le tissu récipiendaire.

Les désavantages potentiels de l’usage des cellules ES dans la thérapie implantatoire comprennent la propension des cellules ES indifférenciées d’induire la formation de tumeurs (tératome), qui sont typiquement bénignes.

La formation de tumeurs pourrait être évitée en concevant de nouvelles techniques permettant de retirer toutes les cellules souches embryonnaires non différenciées avant la transplantation. Il pourrait être possible de concevoir un mécanisme de sécurité, par exemple l’insertion de gènes de suicide (apoptose) parmi les cellules souches transplantées afin de déclencher la mort de ces cellules au cas où elles deviendraient tumorigènes.

Le statut immunologique des cellules souches embryonnaires humaines n’a pas été étudié en détail et on ignore comment les cellules dérivées de cellules ES pourraient devenir immunogènes.

Il a été suggéré d’utiliser des techniques de transfert nucléaire de cellules somatiques (clonage thérapeutique). Dans cette technique, le noyau est retiré d’une des cellules du patient transplanté, tel que le noyau d’une cellule de la peau, puis injecté dans un ovocyte sans noyau.

L’ovocyte ainsi fécondé pourrait être cultivé in vitro jusqu’au stade de blastocyste. Des cellules souches embryonnaires pourraient par la suite être produites à partir de la masse cellulaire interne du blastocyste ainsi obtenu et leur différenciation vers le type de cellules désirées serait alors induite.

Le résultat pourrait être la production de cellules ES différenciées ou partiellement différenciées qui correspondraient exactement au profil immunologique de la personne récipiendaire de la transplantation qui aura donné le noyau de la cellule somatique.