2  -  La thérapie cellulaire 


La thérapie cellulaire est définie par l’ensemble des techniques permettant la manipulation ou la transformation d’une cellule ou d’un tissu, afin de leur conférer des fonctions nouvelles, en l’occurrence thérapeutiques.

Cette notion de thérapie cellulaire repose donc sur la notion de cellule souche. Les cellules souches ont par définition des capacités d’auto-renouvellement et de différenciation multi- lignée. La biologie cellulaire des cellules souches est un domaine encore en pleine expansion et comportant de nombreuses inconnues. On considère que par un phénomène de division cellulaire asymétrique, une cellule souche mère conduira à la formation d’une cellule souche fille permettant le maintien d’un stock de cellules souches, et donc de la capacité d’auto- renouvellement ; et en même temps de la formation d’une cellule fille qui s’engagera dans la différenciation cellulaire, appelée cellule progénitrice. Cette cellule progénitrice va progressivement acquérir des spécificités fonctionnelles au cours du phénomène de différenciation cellulaire, mais perdre les capacités d’auto-renouvellement.

 De manière très schématique, le concept de thérapie cellulaire vise à remplacer des cellules défectueuses dans un tissu donné grâce à l’apport de cellules souches. Les capacités de différenciation multi-lignée des cellules souches permettraient la formation de cellules fonctionnelles dans ce tissu, et la capacité d’auto-renouvellement assurerait le maintien d’un stock de cellules et ainsi une régénération maintenue à moyen voire à long terme. Grâce au fort potentiel régénératif des cellules souches, cette approche est donc très prometteuse à des fins thérapeutiques, mais comporte pour la même raison un risque de dégénérescence cellulaire et de croissance cellulaire incontrôlée, voire tumorale, qui doit absolument être maîtrisé et surveillé pour toute application clinique.

Les sources cellulaires éventuelles pour la thérapie cellulaire sont les cellules souches embryonnaires, les cellules souches adultes et depuis plus récemment les cellules souches pluripotentes induites (Induced Pluripotent Stem Cells, ou IPS, en anglais).

Figure 2 : Thérapie cellulaire

2 . 1  -  Cellules souches embryonnaires

Les cellules souches embryonnaires, qui peuvent être obtenues à des stades très précoces de la différenciation embryonnaire (notamment à partir d’embryons surnuméraires issus de fécondation in vitro), possèdent la caractéristique de totipotence . Il s’agit du pouvoir de différenciation vers toutes les lignées cellulaires. Théoriquement, dans des conditions de culture cellulaire adéquate in vitro, les cellules souches embryonnaires peuvent être différenciées en tout type de cellules matures. Dans une démarche de thérapie cellulaire, il serait donc possible soit d’implanter des cellules souches directement, soit des cellules matures obtenues in vitro par différenciation ciblée de cellules souches embryonnaires.

Les cellules embryonnaires ont donc des intérêts thérapeutiques éventuels très nombreux. Mais de nombreuses questions, notamment d’ordre éthique, sont soulevées et l’utilisation des cellules souches embryonnaires est très encadrée sur le plan législatif. En France, la nouvelle loi relative à la bioéthique (7 juillet 2011) a maintenu la possibilité pour les équipes de recherche françaises de réaliser, dans le cadre de protocoles autorisés et par dérogation, des recherches sur les cellules souches embryonnaires, notamment lorsqu’elles sont susceptibles de permettre des progrès thérapeutiques majeurs et à la condition qu’il soit expressément établi qu'il est impossible de parvenir au résultat escompté par le biais d'une recherche ne recourant pas à des embryons humains, des cellules souches embryonnaires ou des lignées de cellules souches.

2 . 2  -  Cellules souches pluripotentes induites (Induced Pluripotent Stem Cells, ou IPS)

Une alternative à l’utilisation des cellules souches embryonnaires est représentée par la possibilité de créer des cellules IPS. Les travaux pionniers de Takahashi et collaborateurs (2007) ont montré qu’il était possible de reprogrammer des cellules matures grâce à l’expression de différents facteurs de transcription (Oct4, Sox2, Kif4, c-MYC). Ce procédé permet d’obtenir des cellules « embryonnaires-like », ayant des caractéristiques très proches (mais pas identiques…) aux véritables cellules souches embryonnaires.
Les cellules IPS saines constituent donc une source potentielle de thérapie cellulaire. En dehors du domaine de la thérapie cellulaire, cette approche permet la création de lignées de cellules malades, porteuses d’un défaut génétique donné, et pouvant être utilisées pour un criblage moléculaire pharmacologique. Cette technologie innovante présente de très nombreuses perspectives mais est confrontée encore à ce jour à de nombreux obstacles pratiques (faible efficacité de la reprogrammation cellulaire; oncogénicité potentielle; etc.).

2 . 3  -  Cellules souches adultes

L’alternative majeure à l’utilisation de cellules souches embryonnaires réside en l’utilisation de cellules souches adultes. De nombreux travaux ont établi clairement que des cellules souches ou cellules progénitrices très immatures existent dans tous les tissus d’un organisme adulte (cellules souches hématopoïétiques, neuronales, musculaires, épidermiques, pancréatiques, hépatiques, etc.).

Les cellules souches adultes possèdent la caractéristique de multipotence , c’est-à-dire le pouvoir de différenciation des progéniteurs vers plusieurs lignées cellulaires du tissu considéré. Dans certaines conditions spécifiques les cellules souches adultes peuvent également subir un phénomène de transdifférenciation , c'est-à-dire la différenciation d’une lignée cellulaire vers une autre lignée cellulaire. Contrairement aux autres cellules souches embryonnaires, les questions éthiques sont ici similaires aux problèmes soulevés par les greffes d’organes.

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