Chapitre 7 — Cellules souches, reprogrammation et thérapies · Topic 1 : Les cellules souches : types et découverte · Leçon 1.2
Le cours précise que les dates et les noms propres ne sont pas à apprendre par cœur. Cette leçon raconte une histoire : retiens les idées et les expériences-clés (tératocarcinome, cellules EC, cellules ES, test du tératome), pas les années.
D’où vient l’idée de cellule souche ? D’une étrange tumeur. L’histoire des cellules souches est celle d’une curiosité de laboratoire devenue l’un des plus grands espoirs de la médecine. Suivons le fil.
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire un tératocarcinome et ce qu’il contient ;
- relier cellules EC et cellules ES ;
- expliquer le test de pluripotence par le tératome ;
- comprendre le rôle des cellules ES dans les souris transgéniques ;
- citer les enjeux éthiques des cellules ES humaines.
🧭 Plan de la leçon
- Une tumeur révélatrice : le tératocarcinome
- Des cellules EC aux cellules ES
- Le test de pluripotence par le tératome
- Des cellules ES aux souris transgéniques
- Les cellules ES humaines et l’éthique
1. Une tumeur révélatrice : le tératocarcinome
Au milieu du XXe siècle, l’étude des tératocarcinomes ouvre la voie à la culture des cellules souches. Ce sont des tumeurs de l’ovaire ou du testicule qui contiennent un mélange étonnant :
- des cellules différenciées de toutes sortes (os, dent, cheveux, muscle…), formant une masse qui ressemble à un « embryon désorganisé et monstrueux » — d’où le nom (teratos = monstre, en grec) ;
- des cellules indifférenciées, appelées cellules du carcinome embryonnaire ou cellules EC (Embryonic Carcinoma cells).
Le tératocarcinome est la preuve vivante qu’une cellule indifférenciée (EC) peut donner de nombreux types cellulaires. C’est cette pluripotence qui intéresse les chercheurs : et si on pouvait la maîtriser ?
2. Des cellules EC aux cellules ES
Cultivées et immortalisées en laboratoire, les cellules EC ressemblent fortement à des cellules souches embryonnaires. Une expérience le confirme : injectées dans la masse cellulaire interne d’un blastocyste normal, les cellules EC perdent leur pouvoir tumoral et participent à la formation d’un embryon normal, en se mélangeant aux véritables cellules souches embryonnaires (cellules ES) de la masse interne.
Devant cette ressemblance, l’idée vient d’isoler directement les cellules de la masse cellulaire interne du blastocyste et de les cultiver. On obtient ainsi les cellules souches embryonnaires = cellules ES (Embryonic Stem cells).
3. Le test de pluripotence par le tératome
Comment prouver qu’une cellule est bien pluripotente ? Par une expérience devenue classique :
On injecte les cellules à tester à une souris immunodéprimée (pour éviter le rejet). Si l’on obtient un tératome / tératocarcinome (une tumeur contenant de nombreux types cellulaires différenciés), c’est la preuve que la cellule injectée était pluripotente, comme une cellule souche embryonnaire.
L’idée est ingénieuse : on utilise la capacité à former tous les tissus comme test. Si la cellule fabrique de l’os, du muscle, de l’épithélium… dans la tumeur, c’est qu’elle est pluripotente. La « monstruosité » du tératome devient un outil de mesure.
4. Des cellules ES aux souris transgéniques
Les cellules ES ont révolutionné la génétique. En s’appuyant sur la recombinaison homologue (les cellules de mammifères savent échanger spontanément deux séquences d’ADN homologues), on peut modifier un gène précis dans des cellules ES :
- on remplace l’allèle sauvage par une mutation dans des cellules ES ;
- on injecte ces cellules ES mutées dans un blastocyste ;
- les cellules ES participent à la lignée germinale : après plusieurs générations, on obtient des souris mutantes (transgéniques).
Ces souris modèles permettent d’étudier des maladies humaines. Cette stratégie a été couronnée par un prix Nobel de médecine.
5. Les cellules ES humaines et l’éthique
À la fin des années 1990, les premières cellules ES humaines sont mises en culture. L’espoir est immense pour la thérapie cellulaire… mais le sujet est très sensible.
Les travaux sur les cellules ES humaines sont strictement encadrés en raison de lourds problèmes éthiques (ils impliquent des embryons). Leur utilisation est autorisée en France, mais des comités d’éthique très stricts valident chaque projet, et le parcours administratif est si long que beaucoup de chercheurs y renoncent. D’où la recherche d’alternatives — ce sera tout l’enjeu des cellules iPS (topic 2).
🧠 À retenir absolument
- Le tératocarcinome (tumeur de l’ovaire/testicule) contient des cellules différenciées variées + des cellules indifférenciées EC (carcinome embryonnaire).
- Les cellules EC ressemblent aux cellules ES (souches embryonnaires) : injectées dans un blastocyste, elles perdent leur pouvoir tumoral et participent à un embryon normal.
- Les cellules ES sont isolées de la masse cellulaire interne du blastocyste.
- Test de pluripotence : injection à une souris immunodéprimée → si tératome, la cellule était pluripotente.
- Cellules ES + recombinaison homologue → souris transgéniques (modèles de maladies).
- Les cellules ES humaines posent de lourds problèmes éthiques (embryons) → recherche d’alternatives.
❓ Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’un tératocarcinome ?
C’est une tumeur de l’ovaire ou du testicule contenant un mélange de cellules différenciées (os, dent, cheveux, muscle…), ressemblant à un embryon désorganisé, et de cellules indifférenciées appelées cellules EC (carcinome embryonnaire). Son étude a ouvert la voie à la culture des cellules souches.
Quelle est la différence entre cellules EC et cellules ES ?
Les cellules EC (carcinome embryonnaire) proviennent d’une tumeur ; les cellules ES (souches embryonnaires) sont isolées de la masse cellulaire interne d’un blastocyste. Les deux sont pluripotentes et très ressemblantes ; c’est la ressemblance des EC avec les cellules de la masse interne qui a inspiré l’isolement des ES.
Comment teste-t-on la pluripotence d’une cellule ?
On l’injecte à une souris immunodéprimée (pour éviter le rejet). Si l’on obtient un tératome — une tumeur contenant de nombreux types cellulaires différenciés —, c’est la preuve que la cellule injectée était pluripotente.
Comment obtient-on une souris transgénique avec des cellules ES ?
On modifie un gène dans des cellules ES par recombinaison homologue (remplacement de l’allèle sauvage par une mutation), on injecte ces cellules dans un blastocyste, et comme elles participent à la lignée germinale, on obtient après plusieurs générations des souris mutantes servant de modèles de maladies.
Pourquoi les cellules ES humaines posent-elles problème ?
Parce qu’elles impliquent des embryons, ce qui soulève de lourdes questions éthiques. Leur utilisation est autorisée en France mais très strictement encadrée par des comités d’éthique, avec un parcours administratif long. Cela motive la recherche d’alternatives, comme les cellules iPS.
🚀 Pour aller plus loin
Les cellules ES posent un problème éthique. La solution viendra de la reprogrammation :
- Topic 2 — Reprogrammation nucléaire et pluripotence induite (iPS)
- Leçon 1.1 — Types et caractéristiques des cellules souches
- Topic 3 — Les cellules souches en médecine
(Remplace les ancres « # » par les URL réelles de tes leçons Tutor LMS.)
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.