Cele Celulele stem sunt celule nediferentiate care pot auto-reinnoiasca si sa se diferentieze in celule specializate. Potențialul lor de diferențiere depinde de capacitatea lor ( celule stem unipotente, multipotente sau pluripotente ) și de originea lor ( celule stem fetale, embrionare sau adulte). Celulele stem au fost descrise pentru prima dată în anii 1960, în special de cercetătorii James Till și Ernest McCulloch . Utilizarea lor clinică pentru transplanturile de măduvă osoasă a început chiar înainte de identificarea lor formală în anii 1950.
Celulele stem au un potențial foarte promițător pentru multe alte aplicații clinice. În special, celulele stem pluripotente ar putea fi utilizate în terapia celulară cu scopul regenerării țesuturilor, dar și în farmacologie, pentru a identifica noi medicamente. Acestea fac obiectul unor cercetări clinice și fundamentale foarte active.
Cu toate acestea, utilizarea celulelor stem ridică diverse probleme etice. De exemplu, originea celulelor stem embrionare umane dă naștere unor dezbateri aprinse asupra colectării lor, ceea ce necesită distrugerea embrionilor umani. Pentru a răspunde la această critică, legislația franceză permite efectuarea de cercetări numai asupra embrionilor obținuți în contextul procreerii asistate medical și care nu mai fac obiectul unui proiect părintesc. Pe de altă parte, creșterea utilizării lor și potențialul lor evidențiat în ultimii ani pot da naștere unor practici precum „turismul cu celule stem”.
Există mai multe tipuri de celule stem în funcție de capacitățile lor de diferențiere:
Pentru a ilustra importanța lor, se estimează că un corp uman normal elimină și înlocuiește 100 de miliarde de celule roșii din sânge și celule intestinale în fiecare zi, sau că 1,5 g de celule epidermice sunt înlocuite zilnic.
În 2009, NEDO din Japonia a anunțat un program de cercetare și dezvoltare (parteneriat public / privat) de peste 40 de milioane de euro (5,5 miliarde de yeni) pe o perioadă de 5 ani, referitor la „ celulele stem pluripotente induse ” (IP).
Aceste celule au trei caracteristici:
De celule stem hematopoietice produse in maduva osoasa sunt utilizate pentru așa-numitul transplant de măduvă osoasă . Acest lucru face posibilă tratarea anumitor hemopatii maligne ( leucemie , limfoame , mielom multiplu etc.) și a anumitor boli genetice ale sistemului hematopoietic. Celulele stem hematopoietice pot fi transplantate la pacienți fie prin transplant autolog (celulele stem provin de la pacientul însuși), fie prin transplant alogen (celulele stem provin de la un donator). Acestea sunt prelevate din măduva osoasă, din sângele adultului sau din sângele ombilical la naștere. Transplantul de măduvă osoasă a început să fie utilizat în anii 1950 și a devenit o practică obișnuită pentru tratarea anumitor boli de sânge. Până în prezent, s-au efectuat peste un milion de transplanturi de celule stem hematopoietice.
Grefa de pieleCelulele stem ale cheratinocitelor sunt celule din epiderma folosită în procesul de altoire a pielii , de exemplu în cazul arsurilor severe . Acestea sunt luate prin biopsie cutanată într-o zonă sănătoasă și apoi amplificate in vitro pentru a fi altoite la pacient. Proba este preluată fie de la pacientul însuși, în acest caz, vom vorbi despre autogrefa epidermei, fie de la un alt donator, în acest caz, va fi o alogrefă a epidermei.
Celule stem mezenchimaleCelulele stem mezenchimale sunt celule multipotente care provin din măduva osoasă, țesutul adipos, cordonul ombilical și alte țesuturi. Sunt capabili să se diferențieze în mai multe tipuri de celule, cum ar fi celulele osoase, condrocitele (celulele cartilajului) și celulele adipoase. În plus, au proprietăți imunosupresoare. Prin urmare, aceștia au un mare interes în terapia celulară, în special în repararea țesuturilor și modularea sistemului imunitar, de exemplu în anumite boli autoimune.
Celulele stem neuronaleCelulele stem neuronale sunt celule stem multipotente care se pot diferenția în mai multe tipuri de celule ale sistemului nervos, cum ar fi neuroni, astrocite și oligodendrocite. Acestea sunt utilizate în cercetarea clinică în bolile neurodegenerative și în medicina regenerativă a țesutului nervos. În prezent nu sunt utilizate în rutina spitalului.
Celulele stem ale corneeiCelule stem din limbul de cornee pot fi transplantate în pacient e cu deficit de cornee epiteliului. Aceste celule sunt prelevate din limbul unui ochi sănătos al pacientului (autogrefă) sau al unui donator (alogrefa) și sunt apoi transplantate în pacient.
Celule stem pluripotenteCelulele stem embrionare
Celulele stem embrionare sunt celule stem pluripotente obținute de la un embrion în stadiul de blastocist. Capacitatea lor de auto-reînnoire și posibilitatea de a produce, prin diferențiere direcționată , toate țesuturile umane, explică marele lor interes pentru medicină. Într-adevăr, studiul lor face posibilă cunoașterea diferitelor etape de dezvoltare a ființei umane și a dezvoltării normale sau patologice a celulelor din organism. În plus, acestea permit modelarea și studiul bolilor genetice rare. Acestea sunt utilizate în terapia celulară, în studii clinice, cu scopul de a regenera un organ sau de a produce substanțe necesare funcțiilor biologice ale organismului.
Celule stem pluripotente induse
Celulele stem pluripotente induse (iPS) sunt celule stem pluripotente obținute prin reprogramarea celulelor diferențiate, de exemplu fibroblaste cutanate sau celule sanguine. Această reprogramare celulară este mediată de patru factori de transcripție embrionară: Oct4, cMyc, Klf4 și Sox2. IPS au aceleași proprietăți ca celulele stem embrionare (auto-reînnoire și pluripotență) și fac posibilă producerea in vitro prin diferențiere direcționată a oricărui tip de celulă dintr-o probă de la un donator sănătos. Acestea pot fi astfel utilizate cu scopul de a modela țesuturile normale sau patologice in vitro și de a deschide noi perspective în domeniul medicinei regenerative și nu pun problema etică a distrugerii embrionilor umani.
Celulele stem pluripotente sunt potențial o sursă nelimitată de țesuturi sau celule specifice. Se speră astfel să fie în măsură să lărgească domeniul intervențiilor de terapie celulară la boli precum Alzheimer , Parkinson , boli ale măduvei osoase , boli ale retinei care pot duce la orbire , atacuri de inimă sau creier, arsuri , diabet , osteoartrita sau chiar artrită reumatoidă .
Se speră că aceste celule pot înlocui celulele distruse ( ischemie , iradiere , autodistrugere, chimioterapie etc.) sau pot compensa deficite celulare funcționale (Parkinson, enzimopatii etc. ).
Aceste celule ar putea contribui, de asemenea, la dezvoltarea ingineriei țesuturilor . Ei și-au dovedit deja capacitatea de a produce toate cele patru tipuri de fibre musculare care există și, prin urmare, ar putea fi implantate pe substratul tisular sau pe mușchiul neted al vaselor de sânge ale inimii .
Celulele stem pluripotente sunt, de asemenea, utilizate în cercetarea farmacologică. Într-adevăr, datorită proprietăților de auto-reînnoire și proliferare, este posibil să modelăm bolile genetice in vitro și să testăm eficiența biologică și toxicitatea compușilor cu potențial terapeutic. Diferitele tehnici de screening fac posibilă identificarea și selectarea medicamentelor candidate care vor fi testate a posteriori pe celule stem.
În noiembrie 2016, cercetătorii din Lausanne, Elveția, au arătat la șoareci că injecția de celule stem mezenchimale adulte a încetinit intravenos răspândirea plăcilor amiloide tipice bolii Alzheimer. De asemenea, au descoperit că celulele au fost în mare parte active în creier.
Primul medicament fabricat din celule stem a fost aprobat în mai 2012 de autoritățile canadiene. Acesta este Prochymal , un preparat obținut din celule stem mezenchimale adulte . O puncție a măduvei osoase la un adult poate fi suficientă pentru fabricarea a 10.000 de doze din acest medicament destinate combaterii fenomenului de respingere a transplantului .
Celulele stem au fost implicate recent în originea cancerelor . Acestea ar fi singurele care au posibilitatea de a muta astfel încât să devină celule canceroase, din cauza timpului necesar pentru aceste mutații - câțiva ani - în timp ce celulele diferențiate au o speranță de viață de doar câteva săptămâni. De asemenea, aceștia sunt responsabili de recurența cancerului.
În cazul cancerelor, o celulă nediferențiată este o celulă care și-a pierdut caracterul diferențiat, în principal prin întreruperea programului genetic specific pe care îl dobândise. Astfel, o celulă nervoasă canceroasă , de exemplu, nu mai posedă caracteristicile unei celule gliale . Acest fenomen este însoțit de o multiplicare anarhică, deoarece celulele în cauză nu mai răspund la semnale de reglare. De exemplu, există o pierdere a inhibării creșterii prin contact, un proces care oprește proliferarea unei celule atunci când aceasta intră în contact cu o altă celulă.
Celulele stem sunt extrem de sensibile la substanțele toxice în timpul dezvoltării și pot fi în special degradate de diverși poluanți, inclusiv neurotoxicanți (cum ar fi plumbul sau metilmercurul ). De exemplu, paraquatul (un erbicid utilizat pe scară largă) descompune celulele stem ale sistemului nervos central (celule progenitoare gliale, care sunt sursa astrocitelor și oligodendrocitelor ). Dozele mici ar fi suficiente pentru a induce un efect dramatic.
Mai multe probleme etice sunt ridicate de utilizarea celulelor stem pentru aplicații medicale. Celulele stem embrionare umane sunt obținute prin distrugerea unui embrion uman, ceea ce ridică dezbateri etice. În Franța, legea Bioetică reglementează această practică și, în special, impune ca embrionii donați pentru cercetare să nu mai aibă un proiect parental, ca părinții să își dea consimțământul și ca această cercetare să fie supusă autorizării. Emisă de Agenția de Biomedicină. De IP - uri sunt o sursă alternativă de celule stem pluripotente , care nu ridică problema etică.
FranţaLegea bioetică din 1994 interzicea cercetarea embrionilor umani și a celulelor stem embrionare. Revizuirea acestei legi în 2004 a dus la extinderea acestei interdicții, acordând în același timp o scutire de 5 ani. Agenția Biomedicina a fost însărcinat cu emiterea acestor scutiri în cazuri specifice „ probabil , pentru a permite un progres terapeutic major“ , iar în cazul în care nu există nici o „metodă alternativă de eficacitate comparabilă“. Acest regim juridic, de neegalat în lume, a permis în special timp pentru reflecție pentru a înțelege mai bine posibilitățile oferite de acest tip de cercetare, fără a le legaliza însă ipso facto .
Ca parte a revizuirii legilor bioetice, Consiliul de Stat a emis în mai 2009 un aviz care recomandă autorizarea cercetării asupra celulelor stem embrionare umane, recunoscând că acestea au „un interes terapeutic, chiar dacă se dezvoltă alternative promițătoare”. În cazul în care moratoriu temporar recomandat de standardele anterioare pare a fi „un obstacol din punct de vedere științific“, Consiliul de Stat cu toate acestea , recomandă păstrarea aceluiași sistem de autorizații, permițând numai cercetarea asupra celulelor stem de la embrioni. Supranumerar atunci când „este posibil să permită un progres terapeutic major”.
Statele UniteDupă amendamentul Dickey din 1995, interzicând utilizarea fondurilor federale pentru crearea embrionilor umani dedicați pentru cercetare, președintele George W. Bush a restricționat sever (fără a-l interzice categoric), printr-un ordin executiv , orice cercetare care utilizează celule stem. Această politică a fost anulată de președintele Barack Obama în iulie 2009. La fel ca în Franța, noile norme stabilite de Institutul Național de Sănătate limitează cercetarea asupra celulelor stem la cele obținute din embrioni supernumerari obținuți din ART și pentru care donatorii (neplătiți) au dat consimțământul lor pentru această utilizare științifică. Decizia a fost aplaudată de bioeticianul Alta Charo (în) , unul dintre principalii susținători ai cercetării asupra celulelor stem.
O altă problemă este legată de originea celulelor utilizate în terapie sau într-un context industrial pentru descoperirea de noi medicamente: aceste celule sunt obținute de la donatori voluntari, sănătoși sau purtători de anumite patologii, fără compensare financiară, dar din donațiile celulare derivate ( medicamente inovatoare pentru terapie, linia iPS pentru modelarea țesuturilor sănătoase sau patologice) pot face obiectul veniturilor industriei private.
Experții sunt alarmați de apariția unor tratamente frauduloase care utilizează celule stem, susținute ca remedii miraculoase costisitoare pentru o mare varietate de probleme, o practică pe care Timothy Caulfield a numit-o „scienceploitation”. Aceste tratamente sunt adesea disponibile în clinici care profită de reglementările laxe ale anumitor țări, de unde și termenul „ turism cu celule stem ”.