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Culture de cellules souches

Culture de cellules souches

Les cellules souches ont la capacité unique de s'auto-renouveler ou de se différencier en divers types de cellules en réponse à des signaux appropriés. Ces propriétés confèrent aux cellules souches des aptitudes uniques en matière de réparation, de remplacement et de régénération des tissus, ce qui en fait un outil de recherche précieux pour la médecine régénérative et les thérapies à base de cellules souches.

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Types et caractéristiques des cellules souches

  1. Elles peuvent s'auto-renouveler à l'infini.
  2. Ce sont des cellules non différenciées, présentant des fonctions non spécialisées.
  3. Dans les conditions adaptées, elles peuvent se différencier pour devenir des types de cellules spécifiques. Les cellules souches sont classées d'une manière générale en cellules souches multipotentes ou pluripotentes.
Cellules souches embryonnaires de souris cultivées en présence de cellules nourricières et de milieux contenant 15 % de FBS qualifié pour les cellules souches embryonnaires (ES-009-B) après 4 jours en culture.

Les cellules souches multipotentes englobent les cellules souches adultes qui sont capables de s'auto-renouveler ou de se différencier en types de cellules spécialisés, spécifiques à un tissu en particulier. Elles comprennent notamment les cellules souches hématopoïétiques (CSH) qui se différencient en diverses cellules sanguines ; les cellules souches mésenchymateuses (CSM) qui se différencient en ostéoblastes, en myocytes, en chondrocytes et en adipocytes ; et les cellules souches neuronales (CSN) qui se différencient en neurones, en astrocytes et en oligodendrocytes.

Les cellules souches pluripotentes peuvent se différencier en n'importe quel lignage cellulaire. Elle sont classées, en fonction de leur tissu d'origine, en cellules souches embryonnaires (CSE), cellules souches périnatales et cellules souches pluripotentes induites (CSPi). Les CSE sont dérivées d'embryons et peuvent se diviser indéfiniment dans une culture de cellules souches in vivo. Les cellules souches périnatales sont dérivées de sang/tissu de cordon ombilical ou de placenta ; ce sont les cellules souches pluripotentes les plus couramment employées. Le prélèvement de sang de cordon à la naissance et la mise en réserve de ce dernier dans des banques de sang de cordon est une option de plus en plus acceptée pour le traitement des troubles complexes au cours de la vie. Les CSPi sont des cellules adultes qui sont programmées, ou induites, pour se comporter comme des CSE. L'avantage majeur de l'utilisation de CSPi dans les applications médicales est le risque réduit de rejet du greffon, puisque les cellules sont dérivées des propres tissus du patient.

Applications de la recherche sur les cellules souches

Les cellules souches constituent un domaine actif et en pleine expansion des sciences fondamentales et de la recherche clinique, du fait de leur capacité à s'auto-renouveler et à se différencier en types de cellules matures. Parmi les applications cliniques des cellules souches, on peut citer le traitement de maladies neurologiques et cardiovasculaires, de troubles auto-immuns, du cancer, la cicatrisation, ainsi que la modélisation de maladies et le criblage de médicaments. Des technologies d'édition génomique découvertes il y a peu, comme CRISPR, pourraient faire avancer la recherche sur les cellules souches et offrir des traitements très prometteurs pour les affections difficiles à prendre en charge.

Principes fondamentaux de la culture de cellules souches

La multiplication des cellules souches en laboratoire nécessite des milieux spécialisés de grande qualité et des techniques de culture pointues. Des conditions de culture sous-optimales peuvent facilement conduire à une différenciation non souhaitée des cellules souches ou à la sénescence cellulaire. La différenciation des cellules souches est déclenchée in vivo par divers facteurs, dont certains peuvent être répliqués dans les cultures de cellules souches in vitro. Certaines lignées de cellules souches sont immortelles et peuvent être cultivées indéfiniment, c'est pourquoi il est impératif de sélectionner le bon type de cellule souche pour votre application de recherche.

De récentes avancées dans le domaine des cellules souches sont dues à l'arrivée de la technologie d'édition génomique CRISPR et aux techniques de culture cellulaire en 3D. Des protocoles de pointe, tels que ceux qui permettent de produire des organoïdes à partir de CSPi, ont fourni aux scientifiques des modèles in vitro de "maladie en boîte de Pétri" (disease in a dish) plus prédictifs.

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