Mécanismes de la plasticité des cellules souches

À la lumière des expériences de greffe, les 2 mécanismes évoqués sont l

cellules souches « pluripotentes » capables de donner naissance à des cellules de phénotype différent lorsqu’elles sont placées dans un environnement différent, ou à l’inverse, d’un mécanisme de « transdifférenciation », supposant une réelle

différenciée (Fig.13). Une troisième possibilité est un phénomène de « dédifférenciation » d’une cellule différenciée, avec acquisition d’un phénotype plus « souche » suivi de l’induction d’un autre programme de différenciation

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La plasticité des cellules souches adultes. (16

La plasticité des cellules souches adultes a été démontrée chez l’animal en premier lieu au niveau des cellules de la lignée hématopoïétique. Ces cellules peuvent

comporter comme des cellules musculaires ou des hépatocytes lorsqu’elles sont injectées dans les organes correspondants, mais elles peuvent aussi se différencier en divers types de cellules épithéliales, notamment du tube digestif, du poumon ou de la peau. De même, des cellules souches nerveuses peuvent se transformer en précurseurs hématopoïétiques ou en myocytes

2.3.1 Mécanismes de la plasticité des cellules souches

À la lumière des expériences de greffe, les 2 mécanismes évoqués sont l

cellules souches « pluripotentes » capables de donner naissance à des cellules de phénotype différent lorsqu’elles sont placées dans un environnement différent, ou à l’inverse, d’un mécanisme de « transdifférenciation », supposant une réelle plasticité d’une

). Une troisième possibilité est un phénomène de « dédifférenciation » d’une cellule différenciée, avec acquisition d’un phénotype plus « souche » suivi de l’induction d’un autre programme de différenciation (Fig.13).

(16)

La plasticité des cellules souches adultes a été démontrée chez l’animal en premier lieu au niveau des cellules de la lignée hématopoïétique. Ces cellules peuvent en effet se comporter comme des cellules musculaires ou des hépatocytes lorsqu’elles sont injectées dans les organes correspondants, mais elles peuvent aussi se différencier en divers types de cellules de la peau. De même, des cellules souches nerveuses peuvent se transformer en précurseurs hématopoïétiques ou en myocytes

2.3.1 Mécanismes de la plasticité des cellules souches

À la lumière des expériences de greffe, les 2 mécanismes évoqués sont l’existence de cellules souches « pluripotentes » capables de donner naissance à des cellules de phénotype différent lorsqu’elles sont placées dans un environnement différent, ou à l’inverse, d’un plasticité d’une cellule ). Une troisième possibilité est un phénomène de « dédifférenciation » d’une cellule différenciée, avec acquisition d’un phénotype plus « souche » suivi de

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Fig. 13 .Les mécanismes de la plasticité cellulaire. L’engagement d’une cellule souche « somatique » primitive vers une voie de différenciation distincte à la suite d’une greffe est l’hypothèse la plus probable in vivo. Cependant, il existe des arguments expérimentaux in vitro, de « transdifférenciation » d’une cellule mature vers un autre programme de différenciation. De même, la dédifférenciation d’une cellule mature a pu être décrite dans certaines conditions expérimentales (55)

2.3.1.1 Cellules souches « programmables »

Les greffes de moelle ayant été à l’origine de la génération de la plupart de ces phénomènes de « conversion » tissulaires, il est logique de penser que les cellules souches médullaires possèdent cette capacité de « plasticité » : les populations candidates ayant ce potentiel étaient donc en premier lieu, les cellules souches hématopoïétiques, éventuellement capables de changer de programme de différenciation en fonction des stimuli externes solubles ou de contacts avec le microenvironnement. Les expériences de greffe avec des cellules de moelle osseuse de phénotype « hématopoïétique » ont pu donner naissance à des cellules de phénotype hépatique [56] mais ces expériences ont été controversées dans d’autres modèles [57]. Les cellules souches mésenchymateuses représentent une autre population candidate, mais le potentiel de différenciation de ces cellules a été trouvé relativement limité [58].

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Des cellules souches très primitives de type embryonnaire qui correspondent à la définition d’une cellule souche « somatique » désignée sous le terme de multipotent adult

progenitor cell (MAPC) ont été découvertes dans plusieurs tissus chez la souris [59,60] et

dans la moelle osseuse humaine [61]. Ces cellules sont purifiées par des techniques de tri (CD45–, GPA– chez l’homme et Ter119– chez la souris) suivies d’une culture de plusieurs semaines , les cellules générées sont capables d’un potentiel d’amplification majeure avec la possibilité de réaliser 120 doublements et de générer ainsi théoriquement,1036 cellules .

Lorsqu’elles sont analysées après plusieurs doublements, ces cellules possèdent des télomères longs et surtout expriment des quantités faibles de Rex1 et d’Oct4, facteurs de transcription caractéristiques des cellules souches embryonnaires. De manière impressionnante, les cellules amplifiées de cette manière peuvent ensuite être orientées vers d’autres phénotypes tissulaires chez la souris, notamment vers la génération de neurones, de cellules hépatiques qui sont fonctionnelles ainsi que des cellules hématopoïétiques [62].

La totipotence qui caractérise les cellules de type MAPC pourrait-elle expliquer l’ensemble des données expérimentales ? Il est actuellement difficile de déterminer si les MAPC sont fonctionnelles in vivo à l’état « basal » car elles sont obtenues par des techniques de cultures longues et complexes. Pour déterminer si ces cellules sont à l’origine des phénomènes de plasticité observées après la greffe de moelle, il faudra attendre des expériences de greffe par des cellules mésodermales isolées en une seule étape des tissus comme la moelle osseuse ou le muscle.

2.3.1.2 Transdifférenciation ou « dédifférenciation »

À l’inverse, le phénomène de « plasticité » pourrait être dû à une transdifférenciation d’une cellule déjà engagée dans la différenciation vers un autre type cellulaire (Fig.13). Si la survenue de ce phénomène in vivo est parue peu probable, de nombreux exemples de « transdifférenciation » existent dans les conditions expérimentales : on sait par exemple, que la surexpression du facteur de transcription Msx1 dans les myotubes différenciés, entraîne, l’apparition en culture, de cellules mononuclées qui peuvent par la suite être orientées vers une différenciation ostéoblastique, chondrocytaire ou même musculaire [63]. De même, les cellules précurseurs des oligodendrocytes dans le système nerveux central peuvent être dans