Les cellules iPS constituent un domaine de recherche important qui pourrait révolutionner la technologie médicale. Elles offrent la promesse de nouvelles thérapies et de traitements personnalisés et ont le potentiel de changer l'avenir des soins de santé.
Notre corps est constitué de plus de 60 80 milliards de cellules. Certaines cellules, comme les cellules cardiaques, vivent plus de XNUMX ans avant de mourir. Mais la plupart des cellules, comme les cellules sanguines, ne vivent pas aussi longtemps et meurent rapidement. Les globules rouges, qui donnent au sang sa couleur rouge, ne vivent que quatre mois une fois fabriqués. Si les globules rouges responsables de l’oxygénation sont morts, comment les cellules de votre corps peuvent-elles être oxygénées ?
La réponse réside dans les cellules souches. Les cellules souches sont des cellules indifférenciées qui n’ont pas subi de processus appelé différenciation, c’est-à-dire se diviser en cellules spécialisées pour chaque tissu. Ils peuvent se diviser en différents types de cellules lorsque le corps a besoin de nouvelles cellules. Cette capacité à se diviser en réponse aux besoins de l'organisme distingue les cellules souches des cellules cancéreuses, qui se divisent constamment. Les cellules souches maintiennent l’homéostasie et la capacité de régénération et jouent un rôle important dans la réparation des tissus endommagés et la génération de nouvelles cellules. Par exemple, les cellules souches hématopoïétiques, un type de cellule souche, peuvent fabriquer toutes les cellules nécessaires au sang, y compris les globules rouges spécialisés pour transporter l'oxygène, ainsi que les globules blancs et les lymphocytes responsables de l'immunité. Cela permet de maintenir le nombre de globules rouges dans le sang afin qu’ils puissent transporter l’oxygène.
Les scientifiques ont appliqué la capacité des cellules souches à se diviser en différents types de cellules à l'ingénierie tissulaire. L'idée d'utiliser des cellules souches de personnes normales pour créer de nouveaux tissus cutanés ou cardiaques et les transplanter chez des patients qui en ont besoin a fasciné la communauté médicale. La transplantation de tissus fabriqués à partir de cellules d'autres personnes provoque un rejet immunitaire, le corps n'acceptant pas le tissu transplanté car il est différent de ses propres cellules. Le corps s'enflamme, comme une épine dans le pied, et la greffe échoue. Même si elle réussit, vous devrez peut-être prendre des médicaments immunosuppresseurs pour le reste de votre vie. Heureusement, le rejet immunitaire peut être surmonté en utilisant les propres cellules souches du patient. C'est pourquoi les cellules souches sont devenues un mot-clé important de l'ingénierie tissulaire.
Cependant, les cellules souches du corps adulte sont en nombre limité et ne peuvent pas se différencier en un seul organe. Il faut donc utiliser des cellules souches embryonnaires, qui peuvent fabriquer n’importe quel organe, mais elles présentent les mêmes problèmes que les cellules souches adultes. Les obstacles les plus importants sont la question éthique de savoir si un embryon est considéré comme un fœtus et la question de l'approvisionnement en embryons lorsque le nombre d'ovules est limité. Ce problème, qui ne peut être résolu pour toujours, a empêché les ingénieurs tissulaires de mener des recherches actives.
En 2006, Shinya Yamanaka, professeur à l'université de Kyoto au Japon, a trouvé la solution idéale pour résoudre ce problème. Ses recherches ont montré que les embryons désactivent quatre gènes spécifiques lorsqu'ils se divisent, limitant ainsi les capacités dont ils n'ont pas besoin chez un individu. Au cours du développement, l'ovule fécondé est configuré de telle sorte qu'aucune cellule ne puisse se différencier en toutes ces cellules, répartissant ses capacités sur plusieurs types de cellules et créant une cellule somatique généralisée totalement incapable de se diviser. Bien entendu, seul l'ADN de l'ovule fécondé peut le faire. Le Dr Yamanaka a réactivé les quatre gènes de la cellule somatique normale, la ramenant à son état d'origine de cellule souche embryonnaire. Les cellules résultantes sont appelées cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS). Étant donné que les cellules iPS utilisent des cellules somatiques abondantes, elles peuvent résoudre une fois pour toutes les problèmes éthiques et d'approvisionnement des cellules souches embryonnaires.
Le professeur Shinya Yamanaka a reçu le prix Nobel de physiologie ou médecine en 2012 pour ses travaux. Il était à l'origine chirurgien orthopédiste. Cependant, il est devenu chercheur lorsqu’il s’est rendu compte que la technologie médicale actuelle était incapable de traiter des maladies incurables telles que les cardiopathies congénitales. La technologie qu’il a développée a ouvert la possibilité de l’ingénierie tissulaire. Les problèmes éthiques qui constituaient auparavant un problème social ont été résolus, mais surtout, la fourniture de matériel expérimental a été résolue. Si nous pouvons différencier les cellules souches en cellules souhaitées, nous pouvons créer des thérapies cellulaires personnalisées pour traiter les maladies causées par des anomalies cellulaires ou développer de nouveaux médicaments qui répondent uniquement à ces cellules. Les traitements sur mesure utilisant des cellules souches devraient ouvrir la voie à une nouvelle ère de médecine personnalisée. Malheureusement, nous ne savons pas comment les différencier en cellules souhaitées, nous devons donc faire de nombreuses expériences pour le comprendre, et cela nécessite beaucoup de cellules souches.
Les thérapies cellulaires personnalisées peuvent être testées pour leur sécurité et peuvent traiter radicalement la maladie d'un patient. Par exemple, la maladie de Parkinson est causée par la mort des neurones dopaminergiques du mésencéphale. Les traitements médicamenteux actuels ne sont que temporaires et ne permettent pas de guérir. En revanche, si les cellules souches sont différenciées en neurones dopaminergiques et transplantées, la maladie de Parkinson peut être guérie. Il a fallu beaucoup de cellules souches pour arriver à cette thérapie cellulaire, qui est actuellement en cours d'essais sur des singes.
Les cellules souches peuvent être utilisées pour la recherche sur les maladies et le développement de médicaments. Jusqu'à présent, les chercheurs devaient utiliser des cellules animales pour développer de nouveaux médicaments, mais après avoir résolu le problème d'approvisionnement avec les cellules iPS, ils peuvent désormais tester directement sur des cellules humaines. La probabilité de succès au stade clinique est faible si les expériences sont menées sur des cellules animales, de sorte que le développement de médicaments est long et coûteux. Cependant, si vous inversez la différenciation des cellules humaines atteintes d'une maladie, vous pouvez créer des cellules souches atteintes de la même maladie. Si ces cellules sont testées, des médicaments ayant des effets thérapeutiques peuvent être examinés et ont de meilleures chances de succès au stade clinique.
La technologie des cellules souches ouvre également de nouvelles possibilités en médecine régénérative, au-delà des simples thérapies. Par exemple, des recherches sont en cours pour régénérer les nerfs de la moelle épinière endommagés ou réparer le cartilage endommagé par l’arthrite dégénérative. Cette approche de la médecine régénérative pourrait offrir un nouvel espoir à de nombreux patients atteints de maladies incurables.
L’introduction des cellules iPS dans l’ingénierie tissulaire a revitalisé de nombreux domaines de recherche et ouvert la voie à l’ingénierie tissulaire, qui tardait à se développer en raison de problèmes sociaux et de pénuries de cellules souches. Les résultats de recherches utilisant des cellules iPS ont été publiés dans les pages sacrées de Nature. Bientôt, des thérapies cellulaires à base de cellules iPS seront créées et adaptées au patient. À terme, les patients qui ont besoin d’une greffe de cœur ou de rein pourront recevoir des organes qui ne provoqueront pas de rejet immunitaire. Ces avancées constituent des étapes importantes vers la réalisation de l’avenir des soins de santé dont nous rêvons.
