Des cellules souches nerveuses ont été obtenues à partir d'ovules

Publié le 22/09/2003

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Depuis une quinzaine d'années, des milieux de cultures utilisables pour un développement parthénogénétique des cellules sexuelles des mammifères ont été développés. Néanmoins, les différentes expériences de parthénogenèse n'ont jamais permis le développement d'un embryon viable.

Une équipe de chercheurs américains dirigée par le Dr K. Vrana (Caroline du Nord) a mis en culture in vitro 77 ovules de singes macaques obtenus après stimulation ovarienne hormonale. Les ovocytes ont été mis en présence de différents milieux de culture et, huit jours plus tard, quatre embryons sont parvenus au stade de blastocyte. Les différentes cellules de ces blastomères ont été caractérisées et les chercheurs ont identifié en leur sein une lignée de cellules souches. Ces cellules sont dotées d'un caryotype normal (40+2) et peuvent être maintenues en vie in vitro durant plusieurs générations, sous forme indifférenciée.
L'équipe du Dr Vrana a aussi procédé à des différenciations cellulaires à partir de cette lignée en mettant en contact les cellules avec différents milieux de culture. In vitro, les chercheurs ont pu obtenir des neurones dopaminergiques et sérotoninergiques, des cellules musculaires contractiles de type cardiomyocyte, des cellules musculaires lisses, de l'épithélium cilié et des adipocytes.
Lorsque ces cellules souches ont été injectées à des souris sévèrement immunodéficientes, des tératomes se sont développés dans le territoire de l'injection. L'analyse histologique de ces tératomes a permis de retrouver des cellules originaires de trois lignées distinctes.

Des caractéristiques de certains neurones

Mises en contact avec des milieux de cultures spécifiques favorisant le développement des cellules du tissu ectodermique, les cellules souches se sont différenciées en cellules du système nerveux central et en cellules endothéliales. En culture, in vitro, les cellules neurales ont acquis des caractéristiques physiopathologiques spécifiques de certains neurones (sensibilité à la tétrodotroxine et apparition de canaux sodiques voltage-dépendants).
Pour les auteurs, « il s'agit du premier cas d'induction in vitro de cellules souches et de neurones différenciés, sans recours au stade embryonnaire. Ce type d'approche pourrait permettre de contourner les freins éthiques à la création et à l'utilisation de cellules souches ». Les neurones ainsi différenciés pourraient être utilisés dans le cadre d'affections neurodégénératives, telles que la maladie de Parkinson ou de Huntington. Néanmoins, le processus de parthénogenèse tel qu'il est décrit par le Dr Vrana ne pourrait concerner que des femmes, en raison de l'obtention de cellules souches exclusivement de sexe féminin.

« Proceedings of the National Academy of Sciences », vol. 100, suppl. 1, 30 septembre 2003.

Une reproduction asexuée

La parthénogenèse représente un système de reproduction asexuée, où seul un gamète (qui peut être mâle ou femelle) intervient. Ce type de reproduction est obligatoire dans certaines espèces animales et constitue une étape indispensable du cycle d'alternances de générations. Dans d'autres espèces, la parthénogenèse est cyclique : c'est le cas des insectes chez qui il existe une parthénogenèse cyclique qui permet à un seul couple (mâle et femelle) de donner naissance à plusieurs générations d'individus parthénogénétiques en dehors de la période de reproduction sexuée.
Si, pour beaucoup d'invertébrés, les individus parthénogénétiques sont haploïdes (ils ne possèdent qu'un seul lot de chromosomes), chez les poissons, les amphibiens et les lézards, il existe des processus de régulation du nombre des chromosomes : réapparition de chromosomes fils, fusion du noyau d'un globule polaire avec l'ovule ou fusion de noyaux issus d'une mitose. Chez les mammifères euthériens - dont la reproduction nécessite l'intervention d'un placenta -, aucune parthénogénèse n'est connue.

Dr Isabelle CATALA