Que sont les Cellules Souches ?

Les cellules couches sont les fondations de toute vie

Les cellules souches sont des cellules indifférenciées pouvant effectuer une variété de fonctions régénératrices dans le corps humain. Elles peuvent par exemple générer ou remplacer une grande variété de cellules par différenciation directe, réguler le système immunitaire ou encore stimuler de nombreux types de cellules du corps humain afin de multiplier les effets régénérateurs.

Les cellules souches sont présentes chez tous les êtres humains à partir du développement de l’embryon / fœtus (cellules souches embryonnaires) et pendant toute la durée de vie de l’individu jusqu’à sa mort (cellules souches adultes). Il est important de noter que les cellules souches embryonnaires et les cellules souches adultes sont deux catégories de cellules souches distinctes ayant des propriétés très différentes.

Tout au long de la vie d’un individu, la régénération cellulaire se produit dans deux contextes distincts : lors de l’apoptose (cellules arrivant naturellement en fin de vie) et en réponse à des lésions externes (causées par des traumatismes, infections, cancer, infarctus, toxines, inflammation, etc. ). Les cellules souches impliquées dans ce processus de régénération sont appelées cellules souches adultes ou encore cellules souches somatiques.

Cellules Souches Adultes et Cellules Souches Embryonnaires

Les cellules souches embryonnaires quant à elles sont présentes dans la masse cellulaire interne du blastocyste, un amalgame creux de cellules, qui chez l’humain, se forme trois à cinq jours après la fécondation d’un ovule par un spermatozoïde. Dans le développement normal, les cellules à l’intérieur de la masse cellulaire interne donneront naissance à des cellules plus spécialisées qui à leur tour donneront naissance à tous les tissus et organes du corps humain. Les cellules souches embryonnaires sont des cellules souches pluripotentes, ce qui signifie qu’elles peuvent donner naissance à tout type de cellules du corps humain, à l’exception du placenta et cordon ombilical.

Les cellules souches adultes (également appelées cellules souches somatiques ) sont plus spécialisées que les cellules souches embryonnaires. De manière générales, les cellules souches adultes peuvent générer différents types de cellules pour le tissu ou l’organe spécifique dans lequel elles résident. Il existe de nombreux types de cellules souches adultes qui ont toutes leurs fonctions régénératrices spécifiques. Par exemple, les cellules souches hématopoïétiques peuvent donner naissance à des globules rouges, des globules blancs et des plaquettes et ne peuvent pas générer de cellules hépatiques ou pulmonaires par exemple. Certains tissus et organes du corps humain contiennent de petits amalgames de cellules souches spécifiques à leur tissu dont le travail consiste à remplacer les cellules de ce même tissu, après apoptose ou dommage externe.

Comment les Cellules Souches Ciblent-elles le Site de Lésion ? : Homing

Dans le domaine des cellules souches, le mot «homing» décrit la capacité des cellules souches à trouver leur destination, ou «niche». Au cours de ce processus, les tissus endommagés ou enflammés nécessitant régénération, envoient des signaux, dont certains sont destinés cellules souches, les attirant vers le tissu lésé. C’est un processus assez rapide qui se mesure en heures et ne s’étalant pas sur plus d’un ou deux jours.

Comment les Cellules Souches Fonctionnent-elles pour la Réparation de Tissus ? : Différenciation Directe et Effet Paracrine

Une fois les cellules souches arrivées sur le site de la lésion, celles-ci peuvent débuter leur action régénératrice en agissant via deux mécanismes distincts: elles peuvent sois subir une différenciation directe pour remplacer les cellules lésées ou encore favoriser la régénération cellulaire via l’effet paracrine.
Mais qu’est-ce que l’effet paracrine ? Celui-ci peut être défini par le mécanisme durant lequel les cellules souches libèrent des facteurs agissant comme signal pour les cellules environnantes, les forçant à changer leur comportement afin d’initier le processus de régénération. Au cours de ce processus, les cellules souches ne contribuent pas au renouvellement des tissus par différenciation directe.

Pourquoi l’effet paracrine est-il si important ?

De nombreuses études sur la transplantation de cellules souches allogéniques (provenant de donneurs), montrèrent que les tissus endommagés chez les patients traités, furent régénérés après une greffe de cellules souches. Cependant, après analyse des tissus nouvellement générés, il fut observé que les cellules du donneur étaient absentes. Les scientifiques démontrèrent alors que de manière générale, les cellules souches du donneur libèrent des facteurs forçant les propres cellules du patient à réparer les tissus endommagés. Il fut aussi démontré que la majorité du processus de régénération est réalisé par signalisation paracrine et non pas par différenciation directe.

Le mécanisme paracrine s’est en fin de compte avéré très bénéfique, et son avantage est maintenant largement apparent. Le point le plus important se situe dans le fait que les cellules souches du donneur, malgré leur durée de vie très limitée, ont un effet durable sur la régénération cellulaire, continuant longtemps après l’épuisement total des cellules souches transplantées initialement.

Plusieurs types de cellules souches peuvent invoquer une réponse paracrine, comme par exemple les cellules souches mésenchymateuses issues cordon ombilical ou encore les cellules souches issues de sang de cordon ombilical.

Que peuvent accomplir les cellules souches via différenciation directe et effet paracrine ?

  1. Réparer les tissus endommagés: Les cellules souches ont la capacité d’activer l’état dormant d’autres cellules souches dans le corps humain et ont un effet de réparation sur les tissus et les organes endommagés causés par la peroxydation et les déchets métaboliques. Il est nécessaire de garder un certain équilibre entre les radicaux libres et les antioxydants afin de maintenir une fonction physiologique adéquate. Si les radicaux libres submergent la limite de régulation du corps humain, un problème médical appelé « stress oxydatif’ s’ensuit. Les radicaux libres altèrent donc les lipides, les protéines et l’ADN, et déclenchent un certain nombre de maladies chez l’être humain. Les cellules souches réguler le stress oxydatif afin de maintenir une fonction métabolique normale.
  2. Sécrétion des facteurs nutritionnels: Les cellules souches peuvent favoriser la prolifération et la différenciation cellulaire dans les tissus endommagés et restaurer les fonctions physiologiques des tissus et organes.
  3. Réguler la fonction immunitaire : Grâce à la sécrétion de facteurs solubles et au contact direct pour réguler la prolifération des cellules immunitaires et leur activité, les cellules souches sont capables de réduire la réponse inflammatoire
  4. Réguler la fonction métabolique : De par leur capacité de différenciation multidirectionnelle, les cellules souches peuvent améliorer l’efficacité du système métabolique et ainsi accélérer le fonctionnement du métabolique et l’excrétion des déchets pour favoriser l’absorption des nutriments et maintenir une fonction physiologique normale.

De plus, de nombreuses études indiquent que l’effet paracrine est amplifié via la production de cytokines par les tissus endommagés, attirant les cellules souches du donneur sur le site de lésion. Les cytokines sont des protéines régulatrices qui agissent comme médiateurs et qui génèrent une réponse immunitaire attirant les cellules souches du donneur. Les cellules souches du donneur sécrètent alors un cocktail de protéines qui stimulent les propres cellules souches du patient afin de réduire l’inflammation, favoriser la prolifération cellulaire et augmenter la vascularisation dans les zones endommagées. Au travers de l’effet paracrine, la secrétion des facteurs inhibant la mort cellulaire peut aussi être engagé.

La troisième propriété importante de l’effet paracrine concerne «l’amortissement» de la réponse immunitaire normalement produite durant le rejet d’une greffe ou lors d’une maladie auto-immune (1).

Un autre avantage majeur des cellules souches comparé aux médicaments traditionnels se situe dans le fait que les cellules souches répondent à leur environnement et sécrètent des facteurs en concentration appropriée au fur et à mesure de leur nécessité. Les cellules souches peuvent donc être considérées comme des «usines de médication» qui s’adaptent à mesure que le tissu se répare. De nombreuses études ont démontré l’efficacité des cellules souches mésenchymateuses et des cellules issues de sang de cordon ombilical pour le traitement des maladies neurologiques, cardiaques, rénales et musculaires. Enfin il fur également démontré que les cellules souches issues de sang de cordon ombilical, permettent un effet neuroprotecteur pour les maladies neurlogiques.

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