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15.7: Cellules souches pluripotentes induites
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Induced Pluripotent Stem Cells
 
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15.7: Induced Pluripotent Stem Cells

15.7: Cellules souches pluripotentes induites

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce different types of cells. Ordinarily, cells that have differentiated into a specific cell type are post-mitotic—that is, they no longer divide. However, scientists have found a way to reprogram these mature cells so that they “de-differentiate” and return to an unspecialized, proliferative state. These cells are also pluripotent like embryonic stem cells—able to produce all cell types—and are therefore called induced pluripotent stem cells (iPSCs).

iPSCs are potentially valuable in medicine, because a patient who needs a particular cell type—for instance, someone with a damaged retina due to macular degeneration—could receive a transplant of the required cells, generated from another cell type in their own body. This is called autologous transplantation, and it reduces the risk of transplant rejection that can occur when tissues are transplanted between individuals.

The Process

To create iPSCs, mature cells such as skin fibroblasts or blood cells from a person are grown in culture. Then, genes for multiple transcription factors are delivered into the cells using a viral vector, and the transcription factor proteins are expressed using the cell’s machinery. The transcription factors then turn on many other genes that are expressed by embryonic stem cells, returning the cells to an undifferentiated, proliferative, and pluripotent state.

It is still being studied whether iPSCs are truly equivalent to embryonic stem cells, but they appear to be similar and can produce cells from all three germ layers of the body. As with other types of stem cells, scientists are learning how to promote the differentiation of specific cell types from iPSCs efficiently, so that the needed cell types can be produced in adequate quantities.

Early Clinical Trials

The first clinical trial transplanted retinal cells derived from iPSCs into patients with age-related macular degeneration. Since then, several iPSC clinical trials have been approved for the treatment of Parkinson’s disease, heart disease, and spinal cord injury. Cells taken from patients and turned into iPSCs are also being used to study their diseases in the laboratory. In general, iPSCs provide another source of stem cells for scientific research.

Les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui divisent et produisent différents types de cellules. Habituellement, les cellules qui se sont différenciées en un type de cellule spécifique sont post-mitotiques, c’est-à-dire qu’elles ne se divisent plus. Cependant, les scientifiques ont trouvé un moyen de reprogrammer ces cellules matures afin qu’elles « se différencient » et reviennent à un état prolifératif non spécialisé. Ces cellules sont également pluripotentes comme les cellules souches embryonnaires , capables de produire tous les types de cellules , et sont donc appelées cellules souches pluripotentes induites (iPSC).

Les iPSC sont potentiellement utiles en médecine, car un patient qui a besoin d’un type de cellule particulier — par exemple, une personne atteinte d’une rétine endommagée en raison de la dégénérescence maculaire — pourrait recevoir une greffe des cellules requises, générée à partir d’un autre type de cellule dans son propre corps. C’est ce qu’on appelle la transplantation autologue, et il réduit le risque de rejet de greffe qui peut se produire lorsque les tissus sont transplantés entre les individus.

Le processus

Pour créer des iPSC, les cellules matures telles que les fibroblastes de la peau ou les cellules sanguines d’une personne sont cultivées en culture. Ensuite, les gènes pour plusieurs facteurs de transcription sont livrés dans les cellules à l’aide d’un vecteur viral, et les protéines du facteur de transcription sont exprimées à l’aide de la machinerie de la cellule. Les facteurs de transcription s’allument alors sur beaucoup d’autres gènes qui sont exprimés par les cellules souches embryonnaires, renvoyant les cellules à un état indifférencié, prolifératif, et pluripotent.

On étudie encore si les iPSC sont vraiment équivalents aux cellules souches embryonnaires, mais elles semblent être similaires et peuvent produire des cellules des trois couches germinales du corps. Comme pour d’autres types de cellules souches, les scientifiques apprennent à promouvoir efficacement la différenciation de types de cellules spécifiques à partir d’iPSC, de sorte que les types de cellules nécessaires puissent être produits en quantités suffisantes.

Essais cliniques précoces

Le premier essai clinique a transplanté des cellules rétiniennes dérivées des iPSC dans des patients présentant la dégénérescence maculaire liée à l’âge. Depuis lors, plusieurs essais cliniques d’iPSC ont été approuvés pour le traitement de la maladie de Parkinson, de la maladie cardiaque et des lésions de la moelle épinière. Les cellules prélevées sur les patients et transformées en iPSC sont également utilisées pour étudier leurs maladies en laboratoire. En général, les iPSC fournissent une autre source de cellules souches pour la recherche scientifique.


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