Médecine

Les cellules de l'espoir

Par Julie Cailliau,

Dotées d'un étonnant pouvoir de transformation, les cellules souches pourraient un jour guérir des maladies jusqu'ici incurables. Mais leur culture en laboratoire suscite un vigoureux débat éthique.

À l'origine de chaque être humain, il y a un oeuf. Une cellule unique qui se divise pour former un embryon. Deux jours après la fécondation, l'embryon compte déjà deux cellules. Le jour suivant, huit. Au cinquième jour, elles
sont près de 250! Du nombre, une petite grappe - une trentaine - fait rêve les scientifiques. Ce sont les cellules souches embryonnaires, pièces maîtresses de la fameuse "thérapie cellulaire", qui, prédisent-ils,révolutionnera la médecine d'ici quelques années.

En "bricolant" ces cellules à volonté, les scientifiques espèrent pouvoir remplacer les cellules anormales ou disparues par des cellules saines. Et ainsi parvenir à reconnecter la moelle épinière d'un accidenté de la route.
À régénérer des tissus endommagés par un infarctus ou de sérieuses brûlures.
À traiter des maladies graves, comme le diabète, les cancers, le parkinson.
Et quoi encore! "Ces traitements devraient faire leurs débuts, à l'essai, d'ici les cinq prochaines années. Et on peut espérer qu'ils feront partie de la trousse des médecins dans 10 ans", dit Janet Rossant, de l'Institut de
recherche Samuel Lunenfeld, de l'hôpital Mount Sinai, à Toronto.

Devant de telles perspectives, de nombreux chercheurs, partout dans le monde, tentent depuis quelques années de percer les secrets des cellules souches. Pour des millions de personnes atteintes de maladies jusqu'ici incurables ou débilitantes, elles constituent un nouvel espoir de guérison.
Les acteurs Michael J. Fox, atteint de la maladie de Parkinson, et Christopher Reeve, victime d'un accident de cheval qui lui a rompu la moelle épinière, se sont faits les porte-parole des malades anonymes. Ils ont
d'ailleurs créé des fondations pour financer la recherche.

Mais qu'est-ce au juste que ces cellules si pleines de promesses?

Les cellules souches sont en fait les ancêtres de tous les organes du corps humain. Elles sont capables de se reproduire indéfiniment et, sous l'effet de messagers chimiques, de se transformer en n'importe lequel des 220 types de cellules spécialisées qui composent le corps: globules rouges, neurones, cellules du foie...
Autrement dit, ce sont des cellules bonnes à tout faire. "Pluripotentes", dans le langage scientifique.

L'objectif des chercheurs: découvrir comment forcer ces cellules à se transformer en... d'autres cellules. Une première percée, en 1998, a donné aux recherches un coup d'accélérateur spectaculaire - de même qu'une place sous les projecteurs! L'équipe du biologiste du développement James Thomson, de l'Université du Wisconsin, a réussi à multiplier à l'infini, en laboratoire, une cellule prélevée à l'intérieur d'un embryon humain de cinq jours. Jusque-là, on ne savait que "cultiver" des cellules souches de souris...

L'année suivante, nouveau coup de tonnerre: on décelait des cellules souches chez des souris adultes. On avait toujours cru que les cellules se spécialisaient une fois pour toutes - certaines en cellules du pancréas pour
produire de l'insuline, par exemple, d'autres en neurones pour transmettre l'influx nerveux... Or, l'Italien Angelo Vescovi, de l'Institut neurologique de Milan, a ébranlé ce dogme en démontrant que des cellules du cerveau de
souris adultes pouvaient se transformer en cellules sanguines. Dès lors, l'espoir a monté d'un cran: on parviendrait bien à réparer ou à régénérer des tissus avec des cellules prélevées dans une autre partie du corps!

De nombreuses équipes se sont alors lancées sur la piste des cellules souches adultes. Elles en ont trouvé dans le cerveau, la moelle osseuse, les vaisseaux sanguins, les dents, la cornée... La biologiste Freda Miller, de l'Institut neurologique de Montréal, a fait la découverte la plus marquante de 2001 dans ce domaine (L'actualité, janv. 2002).

Elle a trouvé, dans la peau de souris adultes, des cellules pouvant se transformer en cellules nerveuses et musculaires. La beauté de la chose, c'est que ce type de cellules existe aussi... dans la peau humaine! De
simples cellules de peau, facilement accessibles, pourraient donc servir un jour à régénérer des neurones dans la moelle épinière de personnes paralysées ou dans le cerveau des victimes de la maladie de Parkinson.
"Quand on a publié notre découverte, en août 2001, seulement 5% des cellules de peau devenaient, en laboratoire, des neurones. Aujourd'hui, on peut en obtenir 25%. Et nous cherchons comment en "convaincre" encore plus de se transformer", dit la Dre Miller.

Voilà qui n'est pas simple. Les cellules souches sont en effet des caméléons. Elles changent d'apparence selon l'environnement dans lequel elles baignent.
Plus précisément, selon les messages chimiques (appelés facteurs de croissance) de l'environnement. De tels facteurs - qui, dans l'embryon, assurent la création progressive des différents tissus de l'organisme -, il en existe des centaines. Et leur rôle est encore mal connu. Quel assortiment de messages faut-il envoyer pour faire des neurones avec de la moelle osseuse? Pour faire des os avec du sang? Joli casse-tête.

"Ce type de recherche ne suit pas la traditionnelle méthode scientifique qui consiste à formuler des hypothèses puis à les tester, reconnaît Freda Miller. C'est plutôt du jardinage: comment faire pousser ces cellules,
comment les faire "fleurir" en telle ou telle cellule spécialisée... Cela consiste généralement à mettre plein de choses dessus et à voir ce qui se passe!"

Inciter ces caméléons à changer de carrière est d'autant moins simple que l'habit ne fait pas toujours le moine. Ainsi, en mai 2001, une équipe de l'Institut national des maladies neurologiques de Bethesda (Maryland) a
transformé, en laboratoire, des cellules souches embryonnaires en cellules apparemment semblables à celles du pancréas. Mais elles ne fabriquaient que 2% de l'insuline produite par une cellule pancréatique normale... Un des prochains défis sera donc d'inculquer aux cellules souches les fonctions associées au type cellulaire que l'on veut produire et de ne pas s'en tenir aux apparences.

Les cellules souches adultes possèdent un énorme avantage sur celles provenant d'embryons: elles écartent les risques de rejet. On réinjecte en effet au patient ses propres cellules - ce que, dans le jargon, on appelle
des greffes autologues -, après les avoir transformées et multipliées en laboratoire. Si on voulait faire une greffe autologue de cellules souches embryonnaires, il faudrait recourir au clonage dit "thérapeutique",
c'est-à-dire prélever une cellule du patient avec tout son bagage génétique (son patrimoine), l'introduire dans un ovule et laisser ce nouvel oeuf se diviser pendant cinq jours. Puis, en prélever les cellules souches
embryonnaires alors porteuses du patrimoine génétique du patient!
La méthode est controversée, car elle pourrait ouvrir la porte au clonage dit "reproductif" (lorsque l'embryon est implanté dans un utérus et mené à terme, on parle de clonage reproductif). Le risque de dérapage étant réel,
rares sont donc les pays qui autorisent le clonage thérapeutique.
Les Instituts de recherche en santé du Canada ont certes décidé, en mars dernier, qu'ils ne financeraient pas ce type de recherche, mais le gouvernement n'a pas encore fait connaître la législation qui encadrera les
activités du secteur public et privé (voir l'encadré "La loi des cellules").

Si les cellules souches adultes offrent une solution de rechange à l'utilisation des embryons, la plupart des scientifiques estiment qu'il est important de continuer les recherches sur les deux types. Car elles n'ont
pas les mêmes pouvoirs de transformation. Les embryonnaires sont théoriquement capables de toutes les métamorphoses, tandis qu'on ne sait pas encore si les cellules souches adultes peuvent se transformer en chacun des 220 types cellulaires. Il n'est pas certain non plus que tous les organes en abritent. "On n'a pas trouvé de cellules souches dans le pancréas, on n'est pas sûr qu'il y en ait dans le foie et le rein... De plus, certaines poussent mal en laboratoire, comme celles du cerveau ou du sang", explique Barbara Beckett, biochimiste à l'Université d'Ottawa.

Une autre raison de continuer à étudier les cellules souches embryonnaires est qu'elles détiennent le secret de la différenciation cellulaire. "Au cours du développement de l'embryon, les cellules pluripotentes deviennent
spécialisées. Elles acquièrent une fonction bien précise. Tout comme une graine donne naissance à une plante comprenant des fleurs, spécialisées dans la reproduction, et des feuilles, spécialisées dans la photosynthèse", explique Janet Rossant.
Et ce n'est que lorsqu'on comprendra la mécanique qui pousse une cellule d'un jeune embryon à acquérir une spécialité dans l'organisme adulte qu'on pourra expliquer comment les cellules trouvées dans la peau par Freda Miller peuvent oublier le rôle qui leur avait été assigné et se reprogrammer. Corollaire non négligeable: les connaissances sur la différenciation cellulaire éclaireront les recherches sur le cancer, maladie où, justement, des cellules perdent leur spécialisation et se multiplient indéfiniment et anarchiquement.

Dans le but de faire avancer les recherches au Canada, Ottawa a créé, en août 2001, le réseau StemNet (www.stemcellnetwork.ca/ french). Celui-ci regroupe plus de 50 chercheurs, dont Freda Miller, Janet Rossant et Barbara Beckett. Son objectif est de mettre en commun le savoir-faire des scientifiques pour élaborer des thérapies cellulaires contre des maladies pour l'instant incurables, de favoriser la commercialisation de cette
nouvelle technologie et de stimuler le débat éthique. Les chercheurs se réuniront tous les ans pour redéfinir leur programme scientifique (la prochaine rencontre se tiendra en septembre, à Toronto).

Certains, comme Freda Miller, examinent des questions fondamentales concernant la biologie des cellules souches: comment les isoler, les cultiver, déclencher leur transformation en cellules spécialisées. D'autres
ont un mandat plus appliqué: concevoir des traitements à base de ces cellules. Des essais chez l'être humain pourraient d'ailleurs commencer d'ici trois ans.

Le secteur privé a déjà des travaux en chantier. Parmi les pionniers mondiaux en matière d'essais cliniques se trouve Celmed BioSciences, de Saint-Laurent.

Celmed travaille à un nouveau traitement de la maladie de Parkinson utilisant des cellules souches adultes précurseures de neurones. (Une précurseure de neurones, c'est une forme intermédiaire, entre la cellule
sans spécialité et le neurone.) L'idée est de prélever, par intervention chirurgicale, de 50 à 100 cellules dans le cerveau du patient, puis de les transformer, en laboratoire, en cellules nerveuses capables de produire de
la dopamine - la molécule qui fait défaut dans la maladie de Parkinson. Et, une fois transformées, de les greffer dans le cerveau du malade. Celmed s'apprêterait à passer à la deuxième phase d'essais chez l'humain, sur 12
patients, au Centre de chirurgie neurofonctionnelle du Centre médical Cedars-Sinai, à Los Angeles.

Les découvertes sur les cellules souches ont par ailleurs déjà des applications concrètes. Ainsi, dans le contexte de ses travaux sur les greffes de peau au Laboratoire d'organogenèse expérimentale de l'Université
Laval, la chercheuse Lucie Germain a mis au point une technique permettant de raccourcir le temps de culture des tissus à greffer aux grands brûlés.
Elle a en effet découvert que les cellules souches de la peau nichaient au bas de l'épiderme, à la limite du derme. En séparant le derme de l'épiderme, elle récupère un maximum de cellules souches. Le tissu, plus concentré, peut être cultivé en 14 jours au lieu de 28. Et conséquemment, être greffé plus rapidement.

Les chercheurs ont encore beaucoup à faire pour maîtriser tous ces nouveaux outils. Mais l'espoir est là. Des neurologues de l'école de médecine de l'Université Washington, à Saint Louis, ont notamment réussi à rétablir
partiellement la mobilité de rats paralysés en leur greffant des cellules souches d'embryons de souris neuf jours après la blessure. Convaincu que les scientifiques trouveront la clé de son vivant, Christopher Reeve s'astreint
d'ailleurs à un entraînement quotidien de ses muscles en vue du jour où la communication sera rétablie avec les commandes de son cerveau.
La loi des cellules Le Canada a des balises, mais la réglementation se fait attendre...

Le Royaume-Uni a été le premier à mettre à jour sa législation pour encadrer les recherches sur les cellules souches embryonnaires. Il a autorisé les recherches sur les embryons et même le clonage thérapeutique. En août 2001, le président Bush fixait, lui, des limites aux chercheurs américains: les lignées de cellules souches (où les cellules filles sont identiques à la cellule mère) créées avant cette date continuent d'être admissibles à des financements fédéraux, mais pas question d'en produire de nouvelles.
Toutefois, alors que la loi britannique s'applique tant au secteur public que privé, les balises américaines ne contraignent en rien les entreprises privées. Tout comme c'est le cas au Canada.

Les Instituts de recherche en santé, qui soutiennent financièrement les travaux du secteur public au pays, ont attendu mars 2002 pour énoncer leur position: plus permissive que la politique américaine, moins que la
britannique. Ils financeront l'utilisation d'embryons excédentaires des cliniques de fertilité ainsi que de foetus avortés, mais pas les recherches nécessitant la création d'embryons humains par fécondation ou par clonage.
Le ministère de la Santé du Canada devrait par ailleurs présenter, en mai, un projet de loi sur les techniques d'assistance à la procréation, dont un volet portera sur les cellules souches embryonnaires. Ce projet de loi, qui
régirait tant le privé que le public, devrait imposer qu'un comité national examine les demandes des scientifiques et accorde au cas par cas des autorisations de recherches, comme cela se fait au Royaume-Uni. Le règlement des Instituts de recherche servira de mesure intérimaire.

Le Québec s'attaque au parkinson Celmed, de Saint-Laurent, entreprend des essais cliniques pour venir à bout de cette maladie dégénérative. Les premiers résultats font rêver...

Quand j'ai parlé à Dennis Turner, il venait de passer deux heures à la salle de gym et s'apprêtait à faire ses valises pour l'Afrique: "J'ai toujours la maladie de Parkinson, mais quand je vois d'autres malades en fauteuil
roulant, je sais que mon état est bien meilleur que ce qu'il aurait pu devenir sans l'opération."

Cet énergique Californien de 57 ans, ancien ingénieur mécanicien, est le premier homme à avoir bénéficié d'un traitement expérimental du parkinson concocté à partir de cellules souches. Son histoire vient d'être rendue publique, mais elle remonte à 1999. Alors que les symptômes de la maladie, diagnostiquée sept ans plus tôt, s'aggravaient sans cesse et que les médicaments n'y faisaient plus rien, Dennis Turner a mis son cerveau entre les mains du neurochirurgien Michel Lévesque, du Centre médical Cedars-Sinai, à Los Angeles, coauteur du nouveau traitement avec la société Celmed, de Saint-Laurent.

Michel Lévesque, un Québécois qui travaille au Centre depuis 1986, a d'abord prélevé quelques cellules souches du cerveau de Turner. Et les a transformées en laboratoire sous forme de neurones producteurs de dopamine, la molécule qui fait défaut dans la maladie de Parkinson. Lors d'une seconde intervention, il a greffé ces neurones tout neufs dans le cerveau de son patient pour remplacer ceux détruits par la maladie. Ils y ont prospéré, à en juger par l'amélioration de la santé de l'États-Unien. Trois ans plus tard, sa dose de médicaments est réduite à la portion congrue et ses symptômes ont régressé de plus de 80%. "Avant l'opération, ça me prenait 20 minutes pour mettre mes lentilles de contact. Aujourd'hui, mon bras ne
tremble plus et je le fais en un rien de temps", se réjouit Turner.

Cette récupération est une première par son ampleur et sa durée. Pour autant, il ne s'agit pas encore de guérison. "À ce stade-ci, nous ne pouvons parler que d'une rémission unilatérale, puisque les cellules ont été
implantées d'un seul côté [du cerveau de Turner]", indique Michel Lévesque.
Un sort que lui envieront pourtant des millions de parkinsoniens.

Rien ne dit cependant que ce traitement saura soulager d'autres malades. D'ici à la fin de l'année, 12 patients pourront tenter leur chance au cours d'essais cliniques de phase deux aux États-Unis. On en apprendra alors plus sur l'efficacité du traitement. Fonctionne-t-il à différents stades d'avancement de la maladie? Dépend-il de la quantité de cellules greffées, de l'âge du patient, des médicaments qu'il prend?... À suivre.

Illustration(s) :

Publiphoto

Fécondation in vitro d'un ovule, dont on pourra peut-être tirer des cellules souches.

Neurone

Peau

Muscle

Il y a en tout 220 types cellulaires dans le corps humain. Le défi est de trouver comment "convaincre" une cellule souche adulte de se transformer en une cellule donnée.

L'acteur Michael J. Fox, souffrant d'un parkinson, s'est fait le porte-parole des personnes atteintes de maladies débilitantes.Catégorie : Sciences et techniques

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