Embryologie générale
Différenciation cellulaire (1)

Il nous paraît difficile de concevoir comment un oeuf fécondé (zygote) puisse donner un individu complet et complexe avec sa multitude de tissus connectés entre eux. Pour cela, les cellules, issues de ce zygote, doivent se différencier.

La différenciation cellulaire est un concept de biologie du développement décrivant le processus par lequel les cellules se spécialisent en un " type " cellulaire précis.

Bien que son matériel génétique reste inchangé, la morphologie d'une cellule peut changer radicalement durant cette différenciation (cf. épigénétique).

Les cellules peuvent passer par plusieurs stades :

• 1. la cellule totipotente,
• 2. la cellule pluripotente,
• 3. la cellule spécifiée,
• 4. la cellule déterminée,
• 5. la cellule différenciée.

Cellule totipotente

Tout d'abord, en règle générale, les premières cellules des Mammifères, les blastomères, peuvent former un embryon complet : ce sont des cellules totipotentes.

Une cellule totipotente peut former un être vivant multicellulaire et se différencier en n'importe quelle cellule spécialisée.

Cellule pluripotente

Puis, la cellule devient pluripotente.

La pluripotence est la faculté de certaines cellules à se différencier en  n'importe quelles cellules d'un des trois feuillets embryonnaires (ectoderme, mésoderme et endoderme).

Les cellules pluripotentes ne peuvent plus produire un organisme entier comme les cellules totipotentes, mais, elles sont capables :

• de se diviser indéfiniment,
• de s'auto-renouveler, c'est-à-dire de se multiplier sans se différencier, ce qui permet de garder un pool de cellules intact,
• de donner naissance à n'importe quelle cellule.

In vitro, elles forment les corps embryoïdes (EBs) par une multiplication et une différenciation anarchique.

Si une cellule a ses capacités, sauf celle de s'auto-renouveler, on parle cellules progénitrices ou précurseurs : toute sa descendance sera différenciée, donc ce ne sont pas des cellules souches. Des controverses subsistent sur la définition exacte de ces cellules : certains auteurs pensent qu'elles ne peuvent pas non plus se diviser à l'infini.

Les cellules souches, selon les auteurs, peuvent être totipotentes ou pluripotentes.

Les cellules souches pluripotentes sont de plusieurs types.

1. Les cellules souches embryonnaires (ESC : Embryonic Stem Cells), sont issues d’un embryon au stade de blastocyste,

2. Les cellules souches foetales (stade plus tardif du développement) sont issues, en règle générale de foetus dont la mère a subi un avortement.

3. les cellules muse (Multilineage-differentiating Stress Enduring) sont des cellules souches adultes retrouvées dans les tissus mésenchymateux, tels que la moelle osseuse, le derme et le tissu adipeux (1 cellule sur 5000 environ), mais aussi dans les cultures de cellules (fibroblastes humains et de moelle osseuse).

Elles fonctionnent en permanence pour renouveler les cellules abîmées ou détruites.

4. Les cellules souches pluripotentes induites (IPS ou IPSCs : Induced pluripotent stem cells) sont produites en laboratoire, à partir de cellules adultes.

Ces cellules sont promises à un bel avenir pour une médecine régénératrice.

Ces cellules, qui ne proviennent pas d'expérimentation sur des embryons (étique respectée), peuvent :

• produire n'importe quel tissu et donc remplacer des tissus perdus lors d'accidents ou de maladies ;
  
• être fabriquées en quantité illimitée ;
  
• provenir de l'individu qui en bénéficiera (pas de risque de rejet.

Cellule spécifiée

EmbryologieEmbryogenèseZygote (oeuf fécondé)
SegmentationGastrulationOrganogenèseDifférenciation cellulaire