Grâce à un investissement du Gouvernement israélien et à une position ouverte vis-à-vis de la recherche sur les embryons, Israël a réussi à avoir des résultats prometteurs pour l'avenir des cellules souches.
Cet article a été préparé par Gaëlle Degrez à partir du rapport "Les cellules de l'espoir en Israël" réalisé par Camille Bex, du service pour la Science et la Technologie de l'ambassade de France en Israël, que nous remercions pour sa collaboration.
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Focus :
Au coeur de la controverse
L'étude ou l'utilisation des cellules souches embryonnaires, potentiellement les plus intéressantes, se heurtent à des problèmes éthiques liés au fait que leur obtention passe nécessairement par la destruction de l'embryon dont elles sont issues. Le débat éthique qui en découle dure depuis des années.
En juillet 2004 dans sa loi sur la bioéthique, le Parlement français a autorisé les chercheurs à utiliser les embryons surnuméraires ne faisant plus l'objet d'un projet parental - et cela, dans un cadre très réglementé, pour une période probatoire de cinq ans, et sous la condition que les deux parents aient donné leur accord. En Europe, de nombreux pays disposent de ce droit depuis des années (Belgique, Danemark, Finlande, Grèce, Hollande, Suède et Grande-Bretagne).
Le Bioethics Advisory Comittee of the Israël Academy of Sciences and Humanities a élaboré des lignes directrices pour la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines en août 2001. Il lui apparaît éthiquement acceptable de créer des embryons pour produire des cellules souches dans une optique thérapeutique. En effet, en Israël, le problème du statut de l'embryon ne se pose pas ; dans la religion juive, l'embryon n'est considéré comme une personne qu'à partir du 40e jour de son développement (40 jours après son implantation dans l'utérus), jour où les cellules nerveuses se développent et donc par conséquent la pensée, l'esprit et l'âme. Cette absence de lois limitant la recherche sur les cellules souches a permis de grandes avancées en Israël.
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Après la naissance de la brebis Dolly, les opinions mondiales se sont intéressées aux cellules souches. Ces cellules, surnommées cellules de l'espoir, ont beaucoup fait parler d'elles durant ces dix dernières années - le clonage et la médecine régénératrice étant basés sur ces cellules bien particulières. Israël, qui a été un pays pionnier dans la recherche biologique, est aujourd'hui l'un des leaders mondiaux dans le domaine des biotechnologies. Le Gouvernement fournit des fonds pour la recherche sur les cellules souches embryonnaires humaine. Cet investissement a porté ses fruits en matière de reconnaissance de la qualité de la recherche en Israël. L'Etat hébreu est ainsi classé en seconde position au niveau mondial.
La recherche sur les cellules souches s'effectue sur les cellules souches embryonnaires et adultes (voir "Qu'est-ce qu'une cellule souche ?" en fin d'article). Même si les cellules souches embryonnaires sont les plus connues du grand public, aujourd'hui en Israël, ce sont les cellules souches adultes qui reçoivent le plus de financements. Cependant, les chercheurs s'accordent à dire que les cellules souches embryonnaires ont un potentiel au moins aussi important que les cellules souches adultes, d'où l'importance de poursuivre les recherches sur les deux types.
Théoriquement, l'utilisation de cellules souches devrait permettre de traiter des maladies encore à l'heure actuelle incurables (Alzheimer, Parkinson, diabète, leucémie, etc.), d'où leur surnom de "cellules de l'espoir". Mais le passage de la théorie à la pratique n'est pas chose aisée et les résultats de recherche actuels sont bien loin de pouvoir réaliser ce que les films de science fiction imaginent déjà. Nous ne sommes qu'au début de l'étude du développement de l'embryon en être entier complexe. L'observation de ces phénomènes n'implique pas la compréhension des mécanismes moléculaires qui font qu'une cellule souche se différencie en tel ou tel type cellulaire. De nombreuses substances biologiques induisent la différenciation qui sont loin d'avoir été toutes identifiées.
Aujourd'hui, les principales difficultés rencontrées par les chercheurs résident dans plusieurs points où figurent notamment le problème de rejet dû au système immunitaire et le contrôle de différenciation des cellules souches vers le type cellulaire désiré, mais aussi l'instabilité caryotypique et le vieillissement des lignées de cellules souches, ainsi que la formation de tumeurs. Les cellules souches adultes sont déjà présentes dans tout organisme et sont donc peut-être plus propices à conduire à des solutions thérapeutiques. Leur maîtrise permettrait de passer outre les problèmes de rejet du système immunitaire. Mais l'avantage des cellules souches embryonnaires est leur capacité de différenciation. D'où l'intérêt d'étudier les deux types cellulaires. Malgré toutes les difficultés rencontrées, les scientifiques israéliens ont avancé à grands pas dans la recherche sur ces cellules souches et sont d'ores et déjà parvenus à des résultats considérables (voir "Ces cellules qui font le clone" en fin d'article).
Les cellules nerveuses perdent la tête
Nombre de maladies dégénératives telles que Parkinson ou la sclérose en plaques ont pour origine une destruction des cellules du cerveau : les neurones. Les neurones ont pour fonction de recevoir et de transmettre les informations du cerveau. Ils sont constitués d'un corps cellulaire, d'une partie allongée appelée axone et d'une partie terminale qui transmet l'information nerveuse par des molécules. L'axone des neurones est entouré d'une gaine isolante composée de myéline. Cette gaine permet la propagation rapide du signal. Les maladies se traduisant par une démyélinisation des neurones conduisent à des retards mentaux et à une mort prématurée. L'équipe du professeur Revel du département de Biologie moléculaire de l'Institut Weizmann travaille sur ces sujets et en particulier sur la sclérose en plaques. Dans le cas de cette pathologie, une remyélinisation spontanée apparaît au début de la maladie mais les capacités sont progressivement épuisées. L'équipe a étudié la possibilité de relancer la myélinisation par transplantation de nouvelles cellules. Ces chercheurs ont réussi à induire une remyélinisation de cellules déficitaires (jusqu'à 12 couches de myéline) sur une grande étendue de cerveaux de souris. Ces résultats extrêmement encourageants pour les personnes souffrant de la sclérose en plaques apportent aussi un espoir pour les patients atteints d'autres maladies dégénératives telles que Parkinson ou Alzheimer.
Un autre exemple digne d'intérêt est l'étude de la régénération du coeur par des cellules souches embryonnaires humaines. En effet, les maladies cardiaques sont la cause majeure des décès des Israéliens de plus de 65 ans et au niveau mondial, d'environ 7,2 millions de morts par an. Le coeur est l'un des organes possédant les capacités de régénération les plus basses. Il en résulte que les dommages du myocarde aboutissent à une détérioration progressive de ses fonctions. Les cellules souches représentent donc un outil potentiel dans les stratégies de régénération du myocarde.
Le coeur et les maladies cardiaques
Le professeur Lior Gepstein du Technion étudie l'approche thérapeutique consistant à améliorer les fonctions cardiaques grâce à une population de nouvelles cellules fonctionnelles. Avec son équipe, il a testé la capacité de certaines cellules souches embryonnaires (les cellules souches embryonnaires humaines-cardiomyocytes) à intégrer structuralement et fonctionnellement des tissus cardiaques in vitro mais également in vivo. Les chercheurs ont disséqué les zones contractiles des corps embryonnaires et les ont ajoutées à un système de coculture. Sous 24 heures, ils ont pu observer une contraction synchrone qui a persisté pendant plusieurs semaines.
Et l'équipe a même été plus loin en démontrant la capacité de ces cellules à survivre, à fonctionner et à intégrer un coeur in vivo. Ces expériences ont ainsi prouvé la capacité de certaines cellules souches embryonnaires à fonctionner comme un "pacemaker biologique" ! La dérivation de lignées de cellules souches embryonnaires humaines et la différenciation en cardiomyocytes vont permettre d'élucider les mécanismes impliqués dans la différenciation et la maturation des tissus cardiaques humains. Enfin, la possibilité de générer du tissu cardiaque humain apporte un nouvel espoir dans la médecine régénératrice et la réparation du myocarde.
Chaque année, rien qu'aux Etats-Unis, plus de 200.000 patients souffrent d'une déchirure du ligament ou du tendon. A l'heure actuelle, les solutions thérapeutiques consistent à greffer du tissu ou à installer une prothèse synthétique, mais aucune n'est efficace à long terme ; lorsqu'elles ne sont pas confrontées aux problèmes de rejet immunitaire, les greffes mènent à un stade comorbide tandis que les prothèses se détériorent fréquemment. Les chercheurs de la faculté hébraïque de Jérusalem travaillent sur les cellules souches mésenchymateuses, les cellules qui produisent des cellules cartilagineuses, en vue d'une nouvelle approche pour la régénération des tendons.
Les tendons : notre talon d'Achille !
L'équipe du professeur Pelled a cherché à combiner les capacités régénératrices des cellules souches mésenchymateuses à un facteur de l'induction de la différenciation des cellules en cellules du tendon. Les chercheurs ont donc modifié génétiquement des cellules. Après les avoir implantées dans des tendons d'Achille déchirés de rats, ils ont pu observer que les cellules survivaient à la transplantation et qu'elles étaient attirées par le site de la blessure où elles étaient capables de réparer le tendon. Cette découverte pourrait déboucher sur une nouvelle approche pour réparer les déchirures des tendons et des ligaments. Cela pourrait être utile pour d'autres tissus comme les disques intervertébraux, qui sont en partie composés d'un tissu similaire au tendon et qui se détériorent avec l'âge.
Les cellules souches font beaucoup parler d'elles mais ce que nous imaginons est loin d'être réalisable (Voir "Au coeur de la controverse" ci-contre). L'étude de ces cellules particulières, de leur différenciation et des mécanismes complexes du développement d'un embryon n'en est qu'à ses débuts. Il reste encore de nombreux points d'interrogation avant de pouvoir envisager d'appliquer des solutions thérapeutiques à l'être humain. Les chercheurs israéliens sont parfaitement conscients des nombreuses étapes qu'il leur reste à franchir. Néanmoins, Israël, qui était l'un des premiers pays à se pencher sur l'étude des cellules souches, a su garder sa position parmi les pays leaders dans ce domaine. Grâce à un investissement du Gouvernement israélien et à une position ouverte vis-à-vis de la recherche sur les embryons, Israël a réussi à avoir des résultats concrets et prometteurs pour l'avenir de ces cellules sur lesquelles se porte l'espoir de nombreux patients.
Le point sur :
Qu'est-ce qu'une cellule souche ?
Une cellule souche est une cellule non spécialisée, capable de se multiplier à l'identique ou de se différencier, c'est-à-dire de se transformer en un ou plusieurs types cellulaires spécialisés de l'organisme (foie, peau, etc.). Les cellules souches, définies par leur potentialité de développement, sont classées en quatre catégories :
- les cellules totipotentes, qui forment le préembryon dans les quatre premiers jours de son développement. Potentiellement à l'origine d'un organisme entier, ces cellules ont une capacité de renouvellement quasi nulle ;
- les cellules pluripotentes, ou cellules souches embryonnaires, peuvent engendrer plus de 200 types cellulaires distincts. Elles sont issues de l'embryon âgé de cinq à sept jours ;
- les cellules multipotentes, ou cellules souches adultes, proviennent d'un organisme totalement constitué. Leur différenciation est plus restreinte : elles donnent naissance à plusieurs cellules différenciées mais toutes dans le même type cellulaire, qui dépendra du tissu dans lequel se trouvent les cellules souches - les cellules hématopoïétiques se différenciant en globules rouges et plaquettes, et les cellules mésenchymateuses en cellules cartilagineuses, cellules musculaires ou encore cellules adipeuses ;
- les cellules unipotentes, parentes d'un seul type de cellule.
Ces cellules qui font le clone
Le clonage consiste à prendre le noyau d'une cellule adulte et à le transférer dans un ovocyte énucléé. Cet ovocyte va alors se développer en embryon qui peut soit être implanté dans un utérus (en vue d'un clonage reproductif) soit servir à établir des lignées de cellules souches (c'est le clonage scientifique).
Depuis le procès de Nuremberg, il est interdit de faire des expériences sur l'homme. Les clonages reproductifs étant si aléatoires, il n'est pas question de telles pratiques sur l'homme. L'éthique scientifique dans le monde s'y oppose et nous n'en maîtrisons pas les techniques.
Le clonage scientifique en revanche, pourrait aboutir à un clonage thérapeutique. En prélevant une cellule chez un malade, les tissus obtenus après différenciation des cellules souches seront identiques à ceux du patient, ce qui élimine les problèmes de rejet de greffe.
