BMCP: cellules souches et différenciation cellulaire

Question 1

combien de cellules différenciées au total dans un organisme adulte?

Answer 1

10 000 milliards

Question 2

parmi les 200 types cellulaires différents produits à partir des cellules souches indifférenciées, quels sont les 4 types cellulaires avec phénotypes et fonctions différents?

Answer 2

cellules musculaires, neurones, cellules sanguines et cellules hépatiques

Question 3

quelles sont les 3 propriétés communes à toutes les cellules souches?

Answer 3

• auto renouvellement
• indifférenciées
• différenciation, capacité à donner cellules spécialisées

Question 4

pourquoi il y a division asymétrique des cellules souches?

Answer 4

• une cellule souche donne une cellule fille identique à la cellule mère = capacité auto renouvellement
• cette même cellule souche donne une cellule fille qui va s’engager dans un programme de différenciation cellulaire

Question 5

quelles sont les 2 étapes de la division asymétrique des cellules souches?

Answer 5

• une amplification du nombre de cellules: cette cellule fille va proliférer par mitose et donner des cellules d’amplification transitoire qui sont engagées dans une voie de différenciation
• une fois que l’on a ces cellules d’amplification transitoire, le processus de différenciation va pouvoir commencer pour donner soit des neurones, soit des cellules musculaires, soit des cellules hépatiques, soit des cellules du lignage hématopoïétique

Question 6

au stade de l’ovocyte fécondé jusqu’au stade 8 cellules on a quel type de cellules souches?

Answer 6

totipotentes = capables de reformer 200 types cellulaires qui composent un organisme adulte + cellules extra embryonnaires

Question 7

au stade de blastocyte on a quel type de cellules souches?

Answer 7

CS embryonnaires pluripotentes = capables de former toutes cellules spécialisées d’un individu (3 feuillets embryonnaires: ectoderme, endoderme et mésoderme)
> issues de la masse interne du blastocyte

Question 8

à la naissance on a quel type de cellules souches?

Answer 8

CS provenant du sang de cordon (placenta) pluripotentes

Question 9

quels sont les 2 types de cellules souches adultes?

Answer 9

• multipotente: capable de reconstituer plusieurs types de cellules spécialisées du même lignage cellulaire
• unipotente: capable de produire 1 seul type de cellule spécialisée

Question 10

quel est le double intérêt des CS embryonnaires?

Answer 10

sa capacité pluripotente et sa capacité d’auto renouvellement illimitée

Question 11

in vitro si on ne met pas de feeder (couche de cellules nourricières) ni de facteurs de différenciation, la CS embryonnaire vont proliférer et se différencier spontanément en quoi?

Answer 11

en un corps embryoïde = cellules engagées dans les 3 feuillets 1aires du développement de l’embryon (ectoderme, mésoderme et endoderme)

Question 12

quels types cellulaires pouvons nous obtenir à partir de l’ectoderme?

Answer 12

neurones, astrocytes et oligodendrocytes

Question 13

quels types cellulaires pouvons nous obtenir à partir du mésoderme?

Answer 13

cellules cardiaques, cellules musculaires, cellules hématopoïétiques, cellules endothéliales et kératinocytes

Question 14

quels types cellulaires pouvons nous obtenir à partir de l’endoderme?

Answer 14

cellules pancréatiques

Question 15

in vitro on peut refaire aussi quel autre type de cellule à partir des CS embryonnaires?

Answer 15

gamètes

Question 16

la différenciation des CS embryonnaires peut se faire in vitro mais peut-elle aussi se faire in vivo?

Answer 16

oui: reconstitution d’une peau artificielle humaine chez la souris

Question 17

à partir des CS embryonnaires quel organe en version mini a-t-on pu former? quels avantages et quels inconvénients?

Answer 17

mini cerveau
avantages = structure 3D, similitudes morphologiques (3 régions: hindbrain, midbrain et forebrain) et similitudes fonctionnelles (connexions neuronales, influx nerveux) avec le cerveau humain
inconvénients = moins mature et développé qu’un cerveau humain et absence des 2 hémisphères, des 5 régions, pas de cortex

Question 18

quels sont les intérêts de cet organoïde cérébral?

Answer 18

modèle d’étude de l’embryogénèse, modèle d’étude toxicologique des médicaments, modèle pour mimer les maladies et futur intérêt thérapeutique

Question 19

quels sont les 2 domaines d’application majeurs des essais thérapeutiques utilisant des CS embryonnaires humaines?

Answer 19

neurologiques: chorée de Huntington et AVC

Question 20

quels sont les avantages des essais thérapeutiques cellulaires avec des CS embryonnaires?

Answer 20

capacité illimitée de multiplication pour faire des lignées et capacité différenciation ++ (pluripotentes) afin de reconstituer la totalité des cellules spécialisées

Question 21

quels sont les inconvénients des essais thérapeutiques cellulaires avec des CS embryonnaires?

Answer 21

origine des embryons (pb d’éthique); immunogénicité avec risque de rejet de ces cellules étrangères, du “non-soi” par le SI; difficultés à différencier correctement les cellules dans un seul type cellulaire et risque d’un développement de tumeurs dû à la capacité illimitée de multiplication

Question 22

parmi les moyens d’obtention des CS embryonnaires, comment est l’origine par embryons surnuméraires ou les lignées dérivées d’embryons? la réglementation est-elle la même pour tous les pays?

Answer 22

embryons surnuméraires conçus par fécondation in vitro sans projet parental
l’utilisation des CS provenant d’embryons surnuméraires se fait par dérogation et pour une période limitée :
il faut = notion de progrès thérapeutiques MAJEURS et dans le cas où il n’y a pas de méthode alternative d’efficacité comparable en l’état des connaissances scientifiques + consentement écrit du couple et autorisation par l’agence de biomédecine
>ex : La Chorée de Huntington → pas de traitement
non

Question 23

parmi les moyens d’obtention des CS embryonnaires, comment sont-ils obtenus par clonage?

Answer 23

technique qui permet la reprogrammation d’une cellule très différenciée en cellule indifférenciée afin de reformer la totalité des 200 types cellulaires de l’organisme adulte = non physiologique

Question 24

pourquoi le clonage des cellules est-il possible?

Answer 24

toutes les cellules de l’organisme possèdent le même ADN mais 2 types cellulaires différents n’expriment pas les mêmes gènes = certains gènes sont exprimés et d’autres réprimés (gardés intacts, ils peuvent potentiellement être réactivés)

Question 25

parmi les 2 types de clonage, quel est le principe du clonage thérapeutique?

Answer 25

on prélève un noyau cellulaire d’une cellule différenciée d’un organisme adulte, on l’isole et on le réinjecte dans un ovocyte énuclée d’une femme de la même espèce > par parthénogénèse des courants électriques favorisent le développement de l’ovocyte jusqu’au stade de blastocyte = CSE avec mêmes caractéristiques nucléaires de la cellule différenciée mais avec capacité de multiplication de l’ovocyte

Question 26

parmi les 2 types de clonage, quel est le principe du clonage reproductif? il est interdit pour qui?

Answer 26

on implante le blastocyte dans l’utérus d’une femelle de la même espèce (on crée un être vivant à partir d’un embryon issu du clonage d’un noyau de cellule différenciée)
clonage reproductif humain interdit

Question 27

quels sont les intérêts majeurs du clonage thérapeutique? et les inconvénients?

Answer 27

on forme des lignées de CSE provenant du soi = on évite immunogénicité et donc le rejet immunitaire
pbs: technique de différenciation, tumeurs (tératomes) et éthique (origine des embryons et ovocytes)

Question 28

le clonage thérapeutique est-il autorisé en France? (très variable en Europe, en Amérique du Nord…)

Answer 28

non d’après la loi de 2004

Question 29

que sont les cellules IPS?

Answer 29

on utilise des cellules différenciées adultes et on les reprogramme in vitro pour faire des cellules souches adultes pluripotentes induites

Question 30

la surexpression de quels 4 gènes permet de reprogrammer les cellules différenciées pour faire des IPS? quel oncogène s’ajoute à ces gènes qui induit un risque de tumeurs?

Answer 30

Oct4, Nanog, KLF4 et Sox2 = régulateurs de la biologie des CS
oncogène: c-Myc

Question 31

les IPS permettent de réparer un organe déficient à partir des propres cellules du patient, mais pk sont-elles inutilisables en clinique humaine?

Answer 31

risque majeur d’introduire des mutations et d’autres anomalies génomiques

Question 32

quels sont les 2 grands avantages des CS adultes (les IPS)?

Answer 32

pas de cancers car auto renouvellement limité et pas de problèmes d’éthique car pas d’ovocytes