Les basiques de la thérapie cellulaire - 4) Différenciation - reprogrammation

Nous avons vu ce que sont les cellules souches et les cellules différenciées. Le processus qui va des premières aux secondes s'appelle la différenciation. Mais il est aussi possible d'aller des secondes aux premières : c'est la reprogrammation.

Reprogrammation par l'oocyte
La reprogrammation a été réalisée pour la première fois chez les Vertébrés en 1962 lors d'une célèbre expérience de John Gurdon chez un Xénope  (un crapaud sud-africain). Il prit le noyau d'une cellule intestinale chez un adulte et l'introduisit dans un oocyte dont il avait enlevé le noyau. Il put ainsi cloner l'adulte dont provenait la cellule intestinale. Surtout il démontrait que toute cellule conserve sa capacité à donner naissance à un individu complet, et donc à exprimer sa totipotence, comme le zygote. Il suffit juste de trouver les bonnes conditions ; ces conditions sont trouvées naturellement dans le cytoplasme d'un oocyte (le cytoplasme est tout ce que contient une cellule en dehors du noyau - celui-ci contient l'ADN).
En 1996, Ian Wilmut et ses collaborateurs reproduisaient ce résultat chez les Mammifères avec le clonage de la brebis Dolly. Depuis de nombreuses espèces ont pu être ainsi clonées (chien, souris, primates, etc.).
On peut donc en conclure que le cytoplasme de l'oocyte contient les facteurs nécessaires à la reprogrammation d'un noyau pour lui redonner sa totipotence.

Reprogrammation contrôlée par quelques facteurs
Nouvel exploit en 2006 : Shinya Yamanaka démontre que le reprogrammation peut être effectuée de façon contrôlée sans oocyte chez la souris. Le résultat est confirmé chez l'homme l'année suivante. Il suffit d'introduire dans un oocyte quatre gènes nommés Oct4, Sox2, Klf4, et c-Myc. L'expression de ces quatre gènes suffit à redonner un caractère de cellules souche embryonnaire à des cellules différenciées ; il appelle ces cellules des cellules souches pluripotentes induites (cellules iPS). On ne peut en effet pas redonner une totipotence par ce biais, seulement une pluripotence. On sait aujourd'hui faire de la reprogrammation avec d'autres recettes, moins de facteurs, etc. Mais toutes ses méthodes sont basées sur des améliorations du protocole mis au point par Yamanaka.

Le prochain objectif : maîtriser la différenciation
Aujourd'hui, on sait contrôler la reprogrammation et il ne reste plus qu'à perfectionner la méthode. Le prochain objectif est maintenant de contrôler la différenciation en un type cellulaire donné : muscles squelettique ou muscle cardiaque, neurones d'un type ou d'un autre, etc. Contrairement à la reprogrammation qui peut se faire de façon plus ou moins similaire quelque soit le type cellulaire de départ car le point d'arrivée est toujours semblable, la différenciation pose un problème formidable : mettre au point un protocole différent pour chaque type cellulaire différencié.