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Le chemin du développement des cellules souches dépend de sa forme
Dernière revue: 16.10.2021
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Pour diriger la cellule souche le long du chemin de développement nécessaire, il n'est pas nécessaire de lui fournir des hormones appropriées et d'autres signaux biochimiques, il suffit simplement de la forcer à prendre la forme de la cellule du tissu désiré.
Qu'est-ce qui fait que les cellules souches se transforment en un autre type de cellules strictement définies? Comment, par exemple, les cellules souches osseuses apprennent-elles qu'elles doivent devenir une cellule osseuse plutôt que du cartilage? Ces questions sont d'une grande importance pour la science fondamentale et les sciences appliquées. En médecine régénérative, les tissus malades sont remplacés par des tissus sains, obtenus à partir de cellules souches, et les médecins doivent s'assurer que les cellules souches se transforment en tissu droit.
On sait que de telles cellules obéissent à des signaux chimiques: une hormone peut commander à une cellule souche de donner naissance à l'un ou l'autre tissu mature. D'autre part, il existe des preuves que la différenciation cellulaire dépend du type de surface sur laquelle la culture cellulaire vit et se multiplie: le contact de la cellule avec le substrat détermine son destin. Les chercheurs de l'Institut national des normes et de la technologie (États-Unis) suggèrent que la transformation de la cellule souche dépend de la forme qu'elle doit prendre.
Pour la culture de tissus à partir de cellules souches, les médecins utilisent des implants polymériques temporaires, qui servent de substrat, une fondation en trois dimensions. Le squelette-implant organise les cellules dans l'espace et dirige leur croissance. Dans l'expérience, les scientifiques ont planté des cellules souches de tissu osseux dans plusieurs types de tels implants, qui diffèrent dans la structure spatiale. Dans ce cas, les cellules ont été cultivées sans ajouter d'hormones ou d'autres substances qui pourraient "leur dire" sur la voie du développement. En conséquence, dans un cas sur cinq seulement, les cellules souches ont commencé à accumuler du calcium, ce qui témoigne de leur transformation en une cellule osseuse mature. Pour réussir à prendre pied sur ce substrat, les cellules devaient s'étirer et donner de longs processus, c'est-à-dire prendre la forme d'un ostéocyte mature.
Ainsi, comme les auteurs l'écrivent dans la revue Biomatériaux, les cellules souches peuvent être poussées vers le chemin de développement souhaité sans aucun cocktail de signaux chimiques. Il suffit de leur donner une forme caractéristique, inhérente aux cellules du tissu désiré.
À première vue, le résultat est étrange et incompréhensible. C'est comme dire: les étudiants deviennent médecins parce que dans la pratique médicale, ils sont forcés de porter des robes blanches. Les scientifiques n'ont pas encore expliqué comment la morphologie des cellules détermine leur comportement. Mais, bien sûr, la méthode spatiale de croissance de nouveaux tissus semble être moins chère et plus simple que la «culture» du signal chimique.