totipotentes ovocyte fcond Stade 8 cellules souches embryonnaires
totipotentes ovocyte fécondé Stade 8 cellules souches embryonnaires (ES) blastocyste auto-renouvellement oct-4, nanog, sox-2 activité télomérase élevée pluripotence Ectoderme Kératinocytes Neurones Crête neurales (mélanocytes, …) Mésoderme Endoderme Germinales Cardiomyocytes Chondrocytes Adipocytes Lymphocytes, GR Muscle Macrophages Endothéliales Pancréas Thyroïde Poumon Intestin Hépatocytes Ovocytes Spermatogonies
Pluripotence des cellules couches embryonnaires (I) Gouttes pendantes 0 3 Culture en suspension (boites de Pétri) Jours de culture et de différenciation Cellules ES (+ LIF) . . . - LIF 5 Adhésion et croissance des corps Ectoderme (feuillet externe) Cellules épidermiques Cellules neuronales Mésoderme (feuillet médian) Cellules cardiaques Cellules musculaires Globules rouges… 20 Endoderme (feuillet interne) Cellules pancréatiques Cellules thyroïdiennes Cellules pulmonaires
Pluripotence des cellules couches embryonnaires (II) souris chimérique Cellules ES Recombinaison homologue Cellules ES dont un gène est modifié Injection dans le blastocyste Femelle porteuse
Pluripotence des cellules couches embryonnaires (III) ES Gut kidney Bone neuroectoderm Tératome: Tumeur bénigne ou maligne formée à partir de tissus multiples étrangers à la région qui l'entoure
cardiomyocytes cellules gliales Neurones kératinocytes mélanocytes muscles cellules de la rétine hépatocytes îlots de Langherans spermatogonies adipocytes ovocytes cellules endothéliales globules rouges chondrocytes macrophages lymphocytes
Sciences 1998 Potentiel thérapeutique des cellules ES Sang Thérapie cellulaire Médecine régénératrice leucémie anémie Moëlle épinière Cerveau parkinson alzheimer huntington Cœur infarctus path. cardiaques muscle dystrophie musculaire Peau brûlures pancréas diabète Foie cirhose hépatite Os/cartilage arthrite ostéoporose blessures
Applications of ES-based cell therapy - ES-derived cardiomyocytes into infarcted rat heart (Klug et al. 1996 JCI 98, 216) - ES-glial precursors into myelin-def. rats (Brüstle et al. 1999 Science 285, 754) - h. ES-derived neuronal into motoneuron-injured rats (Donovan et al. 2001 Nature 414, 92) - ES-derived pancreatic beta cells into diabetic mice (Hory et al. 2002 PNAS 99, 16105) - ES-derived neuronal into Parkinson mice (Kim et al. 2002 Nature 418, 50) - Undifferented ES cells into infarcted rat heart (Behfar et al. 2002 FASEB J. 16, 1558)
La maladie de Parkinson Prévalence: ~ 100 000 patients en France Symptômes: Tremblements, Rigidité musculaire, Ralentissement des gestes (akinésie, bradykinésie) Instabilité posturale Pathologie: Perte des neurones dopaminergiques de la substance noire (pars compacta)
Dopamine neurons derived from embryonic stem cells function in an animal model of Parkinson's disease J KIM*, J M. AUERBACH*†, J A. RODRÍGUEZ-GÓMEZ, I VELASCO, D GAVIN, N LUMELSKY, S LEE†, J NGUYEN†, R SÁNCHEZ -PERNAUTE†, K BANKIEWICZ† & R MCKAY NIH, Bethesda. Nature 418, 50 - 56 (2002) Modèle animal de la maladie de Parkinson: Administration de 6 -OH-DA dans le striatum détruit les neurones dopaminergiques. Commutateur de différenciation: promoteur nurr-1 + SHH + FGF 8: - Isolement de neurones DOPA (78%) - Injection des cellules dans le striatum. Marquage anti-Tyrosine Hydroxylase (TH). On retrouve les corps de cellules ES TH+ dans la région de la greffe (a-c) mais des prolongements dans le parenchyme du striatum hôte jusqu’à 2 mm de la greffe (d-g).
Administration d’amphétamine aux animaux lésés par le 6 -OH-DA induit une rotation autour du site d’injection. 800 rotations/70 min 1 rotation/5 sec
Administration d’amphétamine aux animaux lésés par le 6 -OH-DA induit une rotation autour du site d’injection. 800 rotations/70 min 1 rotation/5 sec By demonstrating efficacy while avoiding tumour formation, Kim et al. have achieved a proof of principle, although ES cells that have been genetically modified in this way might not be desirable for use in people.
Dépend des passages en culture
Embryos lacking the Id 1, Id 2, and Id 3 genes display multiple cardiac abnormalities and die around E 13. 5. Reduced myocardial proliferation Discontinous Endocardial cell lining
Injection de cellules ES Niches de ES Injection de IGF-1 ou cellules ES Long-range signals Short-range signals B. Injection of a small number of wild-type ES cells carrying a lac. Z marker into Id mutant blastocysts resulted in about 20% chimerism of heart tissue and complete rescue of the Id mutant phenotype. C. Wnt 5 a, a locally secreted factor, and IGF-1, a bloodstream factor that promotes myocyte proliferation--were identified as potential candidates involved in the rescue process.
Sciences 1998 Thérapie cellulaire Médecine régénératrice Modèle cellulaire - mise au point de médicaments - tests pharmacologiques - tests toxicologiques - développement embryonnaire
- Slides: 16