Dans un article qui sera publié dans la revue Cell le 30 novembre 2007, Kazutoshi Takahashi et Shinya Yamanaka de l'Université de Kyoto (Institute for Frontier Medical Sciences et Institute for Integrated Cell-Material Sciences) font état d'expériences où ils ont réussi à induire un caractère pluripotent ressemblant à celui des cellules souches embryonnaires humaines en utilisant quatre facteurs de transcription (Oct3/4, Sox2, c-Myc et Klf4) introduits à l'aide de rétrovirus dans des cultures de fibroblastes dermiques adultes humains. Ces mêmes chercheurs avaient publié dans la revue Cell le 25 août 2006, les résultats d'expériences similaires où ils avaient déjà réussi à induire un caractère de cellules souches pluripotentes grâce aux mêmes facteurs de transcription à partir de fibroblastes de souris.
Les chercheurs ont démontré que ces cellules souches humaines pluripotentes induites pouvaient se différencier dans les trois couches germinales du derme (endoderme, mésoderme et ectoderme) ou en cellules neuronales ou en cellules cardiaques. Elles peuvent aussi donner naissance à des tératomes. Cette méthode a l'avantage de ne pas nécessiter l'utilisation d'ovules ou d'embryons humains et elle peut permettre de produire des cellules souches pluripotentes induites propres à un patient ou à une maladie donnée. Elle ouvre donc la voie à l'utilisation de cellules souches induites en thérapie de transplantation cellulaire (médecine régénératrice), sans provoquer de réactions de rejet chez les patients pour des raisons immunologiques et chez les parlementaires, les scientifiques ou le public pour des questions d'éthique.
Toutefois, avant de pouvoir utiliser ces cellules souches pluripotentes induites en thérapie cellulaire, il faudra en vérifier l'innocuité car cette méthode utilise des facteurs de transcription, dont deux sont oncogènes et des rétrovirus pour introduire ces facteurs dans les cellules adultes à reprogrammer. En effet le facteur c-Myc est un facteur oncogène dont le rôle est central dans la pathogénèse des tumeurs chez l'homme et le facteur Klf4 peut aussi avoir des fonctions oncogènes dans certaines circonstances.
D'autre part le rendement de la méthode est pour l'instant faible puisque les scientifiques japonais ont obtenu environ 10 cellules souches pluripotentes induites à partir de 50.000 fibroblastes. Ce faible rendement pose plusieurs questions aux scientifiques japonais. Premièrement, il pourrait être dû au fait que les cellules souches induites proviennent de cellules souches ou de progéniteurs coexistant dans la culture de fibroblastes. Une autre possibilité est que l'induction ne se produise que quand l'intégration rétrovirale s'est faite dans certains loci spécifiques. Enfin il se pourrait que des modifications génétiques minimes non détectables par les analyses du caryotype ou des modifications épigénétiques soient indispensables au mécanisme de l'induction. Ces questions doivent être le sujet de recherches ultérieures.
Une application immédiate et sans risque de la méthode est de produire des cellules souches pluripotentes induites spécifiques de certaines maladies, afin de mieux comprendre les mécanismes de ces maladies et tester l'efficacité et la toxicité de médicaments potentiels. Par exemple, des hépatocytes dérivés de cellules souches pluripotentes induites pourraient être utilisés pour étudier la toxicité hépatique éventuelle de nouveaux médicaments.
Une fois surmontés les problèmes d'innocuité des cellules souches pluripotentes induites et les différences existant entre elles et les cellules souches embryonnaires, elles pourront être utilisés en médecine régénératrice en remplacement des cellules souches embryonnaires dont la production pose des problèmes éthiques importants.
- Takahashi, K., and Yamanaka, S. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 2006; 126: 663-676 - Takahashi et al. (2007). Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors, Cell 131 - 30/11/2007 - http://images.cell.com/images/Edimages/Cell/IEPs/3661.pdf
