Cellules souches pluripotentes

Les cellules souches pluripotentes sont un type de cellules souches ayant la capacité de se différencier en pratiquement tous les types de cellules spécialisées présentes dans le corps humain. Ces cellules sont capables de se développer en cellules de tous les trois germes embryonnaires : l'ectoderme, le mésoderme et l'endoderme. Les cellules souches pluripotentes sont considérées comme une ressource précieuse en recherche biomédicale et en médecine régénérative en raison de leur potentiel à générer une variété de types cellulaires pour étudier les maladies et développer des thérapies.

Il existe deux principales sources de cellules souches pluripotentes :

Cellules souches embryonnaires (CSE) : Les cellules souches embryonnaires sont obtenues à partir de l'embryon à un stade précoce de développement, généralement lorsqu'il est constitué d'environ 100 cellules appelées blastocystes. Ces cellules souches embryonnaires ont la capacité de se différencier en tous les types cellulaires du corps humain.

Cellules souches induites (iPS) : Les cellules souches induites sont créées en reprogrammant génétiquement des cellules adultes différenciées, telles que les cellules de la peau, pour qu'elles retrouvent une pluripotence similaire à celle des cellules souches embryonnaires. Les cellules iPS ont été une avancée majeure car elles évitent les questions éthiques associées à l'utilisation d'embryons.

Les biomarqueurs couramment associés aux cellules souches pluripotentes : 

• Oct-4 : Elle est souvent utilisée comme marqueur de base pour identifier les CSP.
• Nanog : Nanog est une autre protéine transcriptionnelle cruciale pour la pluripotence des cellules souches embryonnaires. Elle est souvent coexprimée avec Oct-4.
• TRA-1-60 et TRA-1-81 : Ces antigènes sont des glycoprotéines spécifiques aux cellules souches embryonnaires humaines et servent de marqueurs de surface.
• SSEA-3 et SSEA-4 : Ces antigènes sont également des marqueurs de surface couramment utilisés pour identifier les CSP.
• Rex-1 : Reduced expression 1 est une protéine associée à la pluripotence et est souvent utilisée comme biomarqueur.
• CD9 et CD90 : Ces marqueurs de surface peuvent être utilisés pour identifier les CSP.
• Alkaline phosphatase : Cette enzyme est souvent utilisée pour détecter les CSP en colorant les cellules positives en bleu lorsqu'elle est activée.
• Nodal/Activin/TGF-β voie de signalisation : L'activation de cette voie de signalisation est essentielle pour le maintien de la pluripotence.

Les cellules souches pluripotentes ont de nombreuses applications importantes en recherche et en médecine :

• Étude des maladies : En différenciant les cellules souches pluripotentes en types cellulaires spécifiques, les chercheurs peuvent créer des modèles cellulaires de maladies pour étudier les mécanismes sous-jacents, tester des médicaments et développer de nouvelles thérapies. Les chercheurs peuvent cibler des gènes spécifiques dont la mutation est associée à la maladie en question. Ils peuvent alors utiliser des techniques de modification génétique, comme CRISPR-Cas9, pour créer des modèles cellulaires portant ces mutations. Ils peuvent aussi manipuler des marqueurs épigénétiques pour créer des modèles cellulaires de maladies.telles que la méthylation de l'ADN et les modifications des histones, et les marqueurs d'expression génique. Certains antigènes de surface cellulaire peuvent être utilisés pour identifier et isoler des populations cellulaires spécifiques impliquées dans une maladie.
• Médecine régénérative : Les cellules souches pluripotentes peuvent être dirigées pour se différencier en cellules spécifiques nécessaires pour réparer ou remplacer les tissus endommagés, offrant ainsi un potentiel pour le traitement de maladies dégénératives et de blessures. Afin de surveiller et d'évaluer le potentiel thérapeutique des cellules souches, de suivre leur différenciation et de mesurer l'efficacité des traitements, plusieurs outils sont utilisés à savoir: Marqueurs de surface cellulaire (les antigènes CD (Cluster de différenciation). Par exemple, les cellules souches embryonnaires humaines expriment CD133 et SSEA-4, tandis que les cellules souches mésenchymateuses expriment CD44, CD73 et CD90.
• Étude du développement embryonnaire : Les cellules souches pluripotentes peuvent être utilisées pour étudier les premières étapes du développement humain, permettant ainsi une meilleure compréhension des processus de formation des organes et des tissus, en utilisant certains biomarqueurs (Oct4 (Pou5f1); Sox2, SSEA-4 (Stage-Specific Embryonic Antigen-4)). 

Les cellules souches pluripotentes sont des outils polyvalents qui ont révolutionné la recherche biomédicale et la médecine régénérative en offrant la possibilité de créer des modèles de maladies, de développer des thérapies innovantes et de mieux comprendre le développement humain.