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Questions and Answers
Quelle approche de la médecine régénérative utilise des cellules souches dérivées du patient pour la thérapie de remplacement ?
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Quelle caractéristique définit une cellule souche ?
Quelle caractéristique définit une cellule souche ?
Quelles maladies peuvent bénéficier de la médecine régénérative ?
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Quel type de cellules est impliqué dans la thérapie cellulaire selon la médecine régénérative ?
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Comment peut-on obtenir des cellules de remplacement dans le cadre de la médecine régénérative ?
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Quels facteurs de transcription sont essentiels dans la reprogrammation des cellules non pluripotentes en cellules iPS?
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Quelle est une des applications potentielles des cellules souches pluripotentes induites (iPS)?
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Quel est le principal avantage de la technologie des cellules iPS par rapport à la thérapie classique par cellules souches embryonnaires?
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Quel est le but principal de l'effacement des marques épigénétiques dans la reprogrammation cellulaire?
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En quelle année Shinya Yamanaka a-t-il reçu le Prix Nobel pour ses travaux sur la reprogrammation cellulaire?
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Quel est l'objectif principal de l'insertion du gène normal dans les cellules souches hématopoïétiques du patient?
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Quel gène est requis pour le développement du pancréas dans le cadre des chimères porc/humain?
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Quelle est l'une des méthodes pour produire des organes 'humanisés' dans des chimères porc/humain?
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Quelle approche de la médecine régénérative implique l'utilisation de cellules souches dérivées du patient?
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Pourquoi la régénération du pancréas adulte est-elle incertaine pour les patients diabétiques de type 1?
Pourquoi la régénération du pancréas adulte est-elle incertaine pour les patients diabétiques de type 1?
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Quel est le rôle des fibroblastes de porc dans la création de chimères?
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Quel type de cellules est essentiel pour l'obtention de cellules souches dérivées du patient dans la médecine régénérative?
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Quel terme décrit les organismes créés à partir de cellules de deux espèces différentes, comme le porc et l'humain?
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Quelle est la caractéristique principale des cellules totipotentes ?
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Les cellules souches pluripotentes peuvent se différencier en tissus de quel type ?
Les cellules souches pluripotentes peuvent se différencier en tissus de quel type ?
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Quelle est l'ordre correct de la spécialisation des cellules depuis totipotentes jusqu'à unipotentes ?
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Quel est l'objectif principal du protocole Edmonton ?
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Quelle affirmation décrit le mieux les cellules souches multipotentes ?
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Quel processus est principalement utilisé pour obtenir des cellules souches embryonnaires par clonage thérapeutique ?
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Quel terme désigne les cellules qui ne peuvent donner qu'un seul type cellulaire mature ?
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Quels types de cellules les cellules souches pluripotentes induites (iPS) permettent-elles de contourner des problèmes éthiques ?
Quels types de cellules les cellules souches pluripotentes induites (iPS) permettent-elles de contourner des problèmes éthiques ?
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Quel est le rôle principal des cellules souches adultes dans le corps humain ?
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Quel type de cellule est principalement responsable de la formation des tissus embryonnaires ?
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Quelles cellules peuvent être produites à partir de cellules somatiques par la technique de clonage thérapeutique ?
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Quelle technique permet la création de cellules souches 'à la carte' pour la médecine régénérative ?
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Comment les cellules pluripotentes sont-elles souvent décrites dans le contexte de la recherche médicale ?
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Quel différenciateur essentiel existe entre le clonage thérapeutique et le clonage reproductif ?
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Quelle méthode n'est pas impliquée dans le processus de clonage thérapeutique ?
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Quel type de diabète est principalement mentionné comme pouvant être traité par les cellules souches issues du clonage thérapeutique ?
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Quelle est la proportion de cellules à insuline présentes chez des adultes après 10 mois sous toxine?
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Qu'est-ce que la réapparition de nouvelles cellules à insuline implique au cours du temps?
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Quel gène est utilisé comme marqueur dans les souris transgéniques pour la recherche sur les cellules à insuline?
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Quelle cellule est responsable de la production de glucagon dans les souris transgéniques?
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Quel est l’effet d’une exposition à la toxine sur les cellules à insuline chez des souris adultes?
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À quel moment les cellules à insuline commencent-elles à apparaître après le traitement par la toxine?
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Quel est l'impact des souris âgées sur le pourcentage de cellules à insuline?
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Dans quel type de souris se produit une activation irréversible du gène rapporteur?
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Study Notes
Utilisation des cellules souches en recherche fondamentale pour une médecine régénérative
- La médecine régénérative vise à traiter les maladies dues à une mort cellulaire inappropriée et massive.
- Certaines maladies concernées sont: les déficiences immunitaires sévères, le diabète, les lésions de la moelle épinière, la démyélinisation des nerfs, la maladie de Parkinson et l'infarctus du myocarde.
- La médecine régénérative implique une thérapie de remplacement ou un "rechange" des cellules manquantes, produites à partir de cellules souches ou de progénitrices, ou de cellules adultes différenciées (par reprogrammation cellulaire).
- Ceci représente une approche thérapeutique cellulaire.
Médecine régénérative: deux approches
- La génération ex vivo de cellules de remplacement à partir de cellules souches dérivées du patient (moelle, cellules ES ou cellules iPS)
- L'exploitation de la capacité de régénération intrinsèque de l'organe
Qu'est-ce qu'une cellule souche ?
- Une cellule souche est une cellule indifférenciée capable de se diviser de manière asymétrique pour produire une cellule identique et une autre cellule spécialisée (cellule engagée, cellule différenciée).
- Les cellules souches sont des cellules indifférenciées.
Potentiel de différenciation cellulaire
- Une cellule "juvénile" / indifférenciée a un potentiel de différenciation illimité.
- Une cellule "souche" (pluripotente) peut donner tous les tissus de l’organisme (ecto-, méso- et endoderme)
- Une cellule "progénitrice" (multipotente) peut donner tous les types cellulaires d'un tissu (ex: cellules souches du sang).
- Une cellule "précurseur" (unipotente) a un potentiel de différenciation restreint: elle ne peut donner qu'un seul type cellulaire mature.
- Une cellule différenciée est une cellule spécialisée.
Cellules souches adultes
- Oui, il existe des cellules souches chez l'adulte (ex : cellules souches hématopoïétiques, cellules souches neurales) et il s'agit d'un système de réparation du corps.
- Les cellules souches indifférenciées et multipotentes persistent dans l'organisme adulte.
Traitement des leucémies
- Les cellules souches hématopoïétiques sont utilisées dans le traitement des leucémies.
- Les cellules souches sont multipliées en culture cellulaire et transplantées au patient.
Cellules souches embryonnaires (ES cells)
- Les cellules souches embryonnaires sont pluripotentes.
- Elles sont obtenues à partir de la masse cellulaire interne du blastocyste après environ 5 jours de développement.
Organoïdes, embryoïdes et gastruloïdes
- Les organoïdes sont des versions miniatures simplifiées d'un organe, fabriqués in vitro avec une micro-anatomie.
- Les embryoïdes sont des versions d'un embryon précoce (blastoïde).
- Les gastruloïdes sont des modèles in vitro d'un embryon pendant la gastrulation.
- Ils sont issus de cellules souches embryonnaires (ESC) ou de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) ou d'autres cellules souches tissulaires.
- Ils peuvent s'auto-organiser en structures tridimensionnelles.
Thérapie cellulaire du diabète
- La transplantation d'îlots pancréatiques est une approche courante.
- L'utilisation des cellules souches embryonnaires (cellules ES) et des cellules pluripotentes induites (cellules iPS) est en recherche biomédicale.
Diabète
- Le diabète présente différentes formes (insipide, type I, type II, gestationnel).
- Le diabète insipidus est caractérisé par un défaut en ADH (vasopressine).
- Le diabète de type II est une déficience relative d'insuline (résistance à l'insuline; obésité).
- Le diabète de type I est un manque absolu d'insuline dû à la destruction des cellules productrices d'insuline.
Pancréas murin
- Le pancréas murin est composé principalement d'un tissu exocrine (99%) et d'îlots pancréatiques (1%).
Ilot de Langerhans
- Les îlots de Langerhans sont les structures spécialisées du pancréas.
- Les cellules principales dans ces îlots sont les cellules β (70-80% d'insuline), cellules α (15% de glucagon), cellules δ (4-5% de somatostatine) et les cellules PP (1%).
Clonage thérapeutique (SCNT)
- Technique de clonage visant à produire des cellules souches embryonnaires à partir de cellules somatiques d'un patient.
- Le noyau d'une cellule du patient est transféré dans un ovule énucléé.
Clones de singes en Chine
- Des biologistes ont créé les premiers primates clonés à l'aide d'une technique similaire au clonage de Dolly la brebis.
- Les primates clonés pourraient servir de modèle animal d'études de maladies chez l'homme (cancer, maladie de Parkinson, etc.).
Cellules souches embryonnaires humaines
- La technologie de SCNT a été envisagée pour produire des cellules souches embryonnaires à partir de cellules somatiques du patient.
- Les tentatives de produire des cellules souches embryonnaires humaines via le SCNT ont été de produire un embryon normal.
Production de cellules hES à partir d’un patient diabétique
- La fécondation in vitro des ovocytes du patient.
- Le transfert du noyau de la cellule somatique du patient dans l’ovocyte.
Clonage thérapeutique, en théorie...
- Le transfert du noyau de la cellule somatique du patient dans un ovule énucléé.
- Le développement de l’embryon jusqu’au blastocyste.
- L'obtention de cellules souches embryonnaires pluripotentes.
- L’injection dans le pancréas.
- La différenciation en cellules pancréatiques β.
Obtention de cellules souches embryonnaires
- Les cellules souches embryonnaires sont issues de la masse cellulaire interne du blastocyste.
- Le blastocyste est un embryon au stade de développement précoce (5 jours environ après la fécondation).
Les cellules souches « embryonnaires » (cellules ES)
- Elles sont pluripotentes
Organoïdes, embryoïdes et gastruloïdes
- Les modèles in vitro d’un embryon, constitués de cellules souches embryonnaires ou pluripotentes induites, offrent de nouvelles perspectives pour étudier la gastrulation et la production d’ovocytes.
- Ils ont un rôle essentiel dans le développement et la biologie de reproduction grâce à la reconstitution des processus de gamétogénèse.
Qu'en est-il chez l'Homme?
- Dans le diabète de type I, quelques-unes des cellules β pourraient persister. Cependant, leur origine et leur capacité exacte de régénération pourraient différé.
- L'ablation du pancréas chez des enfants avec tumeurs se résolvent souvent chez des diabétiques dans des conditions appropriées et les patients redeviennent souvent normo-glycémiques.
- Une régénération par une conversion cellulaire est suggérée.
Régénération du pancréas adulte
- Le pancréas adulte des mammifères a la capacité intrinsèque de régénérer des cellules à insuline suite à leur perte totale.
- Les cellules productrices de glucagon, de somatostatine et de polypeptide pancréatique pourraient se reprogrammer naturellement pour produire de l'insuline.
- Cette capacité est basée sur la plasticité cellulaire.
Comment étudier la régénération pancréatique?
- Utilisation de souris transgéniques pour modéliser le diabète et l'étudier plus précisément
- Des cellules B peuvent être traitées avec une toxine pour la rendre sensible au traitement.
- Deux types d'expérience chez la souris: ablation cellulaire et traçage des lignées cellulaires.
Production de souris transgéniques
- Production de souris transgéniques par micro-injection dans le zygote
- Utilisation de modèles: 1. ADN (intégration au hasard; transgenèse «classique»),
- Cas9 + guide RNA + ADN à insérer (intégration dirigée, souris knock-in).
Marqueurs de cellules alpha (a)
- Les cellules a sont marquées irréversiblement, grâce à des modèles de souris transgéniques (glucagon-Cre; R26R).
Origine des cellules à insuline
- Les cellules α (glucagon) se convertissent en cellules β (insuline) après destruction des cellules β.
- Les nouvelles cellules β produites sont des cellules α réprogrammées.
Conclusion intermédiaire
- Les cellules α se convertissent en cellules β avec un rendement faible (2%).
- La capacité de régénération est présente à long terme aussi chez les souris plus âgées.
L'insuline agit comme frein
- L'insuline agit comme un frein qui limite la plasticité des cellules alpha.
- Les signaux répressifs maintiennent l'identité des cellules.
Qu'en est-il chez l'Homme?
- Il existe des observations suggérant la possibilité de régénération par conversion cellulaire à partir de cellules δ.
- Dans le diabète de type 1 humain, quelques cellules β persitent plusieurs années.
Production de cellules iPS
- La production de cellules iPS, a permis de contourner les problèmes éthiques liés à la production de cellules souches embryonnaires
Modification du génome à la carte (CRISPR/Cas9)
- La technologie CRISPR/Cas9 permet de modifier le génome « à la carte », en vitro et in vivo.
- Elle peut être utilisée pour modifier des gènes précis et introduire de nouveaux gènes.
Pertinence clinique des cellules iPS
- Les cellules iPS ont des applications potentielles passionnantes dans la modélisation de maladies et la découverte de médicaments.
- Elles permettent l'utilisation de la thérapie de remplacement.
- Elles peuvent être ciblées par une thérapie génique
Modèle de chimérisme porc/humain
- La technique de modèles de chimérisme est utilisée pour créer des organes humanisés en introduisant des cellules iPS humaines dans des blastocystes de porc.
- Cela permet d'étudier des maladies chez l'homme et de créer de nouvelles approches thérapeutiques en utilisant la capacité de régénération des cellules souches des animaux.
Médecine régénérative: deux approches
- Cette technique est utilisée pour générer de nouvelles cellules souches dérivées de tissus du patient.
- Une autre technique consiste à utiliser la capacité interne de régénération (intrinsèque) de l'organe.
L’étonnante capacité de régénération du foie...
- Le foie présente une étonnante capacité de régénération.
Régénération du pancréas adulte
- Les cellules α se reprogramment pour produire de l’insuline, et cela n’est pas efficace, seulement 2% de cellules ayant cette capacité.
- Le pancréas adulte conserve sa capacité de régénération.
Système de cellules souches des animaux
- Les animaux présentent un système de réparation intrinsèque du pancréas.
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