Comment les cellules souches sont-elles apparues dans l’histoire de la vie ? Pourquoi de nombreuses espèces, notamment l’espèce humaine, ont-elles perdu la capacité d’autorégénération ?

Dans le secret de nos organes, une « fontaine de jouvence » renouvelle régulièrement nos tissus tout au long de la vie. Peut-on envisager, à partir des cellules souches, de régénérer des tissus, de restaurer des organes, voire d’en créer de toutes pièces ? Et de faire de ces cellules des armes contre la maladie et le vieillissement ?

Nicole Le Douarin présente ici l’état le plus complet et le plus actuel des connaissances sur les cellules souches. Elle nous livre l’étendue des espoirs que l’on peut raisonnablement placer dans une médecine régénérative qui ferait appel aux vertus de ces cellules potentiellement immortelles. La saga des cellules souches a commencé il y a bientôt dix ans. C’est cette aventure que raconte Nicole Le Douarin, en cherchant à dégager ce qu’elle apporte à notre compréhension de la vie, les enjeux éthiques qu’elle soulève, les perspectives thérapeutiques qu’elle ouvre, les nouvelles formes de recherche qu’elle suscite ?

Nicole Le Douarin est professeur honoraire au Collège de France et a été secrétaire perpétuelle de l’Académie des sciences. Elle a reçu en 1965 un prix de l’Académie des sciences et en 1986 la médaille d’or du CNRS. Elle est membre de l’Académie nationale des sciences des états-Unis et de la Royal Society de Londres. Elle est l’auteur de Des chimères, des clones et des gènes, qui a rencontré un grand succès.

1. Couverture
2. Titre
3. du même auteur chez odile jacob
4. Copyright
5. Dédicace
6. Introduction
7. Partie I - Régénération, réparation et mort
   1. Chapitre premier - Les cellules qui rendent immortel
      1. L’hydre, un animal qui se régénère à partir de tout fragment de son corps
      2. Le pouvoir de régénération conduit à la reproduction sans sexe
      3. Abraham Trembley fait école chez les savants mais choque les bien-pensants
      4. La lame du couteau semble rendre immortelle la planaire d’eau douce
      5. Rajeunir en jeûnant
      6. Comment les planaires rajeunissent ou régénèrent
   2. Chapitre 2 - Les cellules qui rajeunissent
      1. Des « cellules à remonter le temps » retrouvent un statut embryonnaire
      2. Pourquoi les cellules musculaires des mammifères ne régénèrent-elles pas de la même manière que celles des tritons ?
      3. Comment rendre aux fibres musculaires des mammifères leur pouvoir de régénération perdu ?
      4. Un projet pour la médecine du XXIe siècle : régénérer le cœur
      5. Quand l’œil régénère
      6. Régénération, cancer et reproduction sexuée
   3. Chapitre 3 - Les vivants sont le produit de l’immortalité et de la mort
      1. Seuls les neurones dont la croissance est la plus rapide survivent
      2. « Surproduction » et morts sélectives en série des cellules qui assurent nos défenses immunitaires
      3. Contributions du suicide des cellules à l’architecture et à l’économie des êtres vivants
      4. L’explication du suicide cellulaire surgit par inadvertance de l’étude du développement d’un petit ver
      5. Les gènes de mort sont présents chez tous les animaux
      6. Qu’est-ce qui déclenche le suicide d’une cellule ?
      7. L’évolution recycle ses vieux outils
      8. Le poids des « cellules suicidées » que nous perdons chaque année équivaut à celui de notre corps
      9. Les mêmes neurones pour toute la vie mais des cellules du sang constamment renouvelées
      10. Les recherches sur la vie et la mort des cellules font progresser la médecine
      11. Les découvertes scientifiques sont imprévisibles mais reliées entre elles par l’unité du vivant
8. Partie II - De la cellule originelle à la multicellularité
   1. Chapitre premier - Faire un organisme : comment les cellules s’associent ?
      1. Une plongée au cœur du vivant
      2. Omnis cellula e cellula : « Toute cellule est issue d’une autre cellule »
      3. L’ancêtre commun de tous les êtres vivants
      4. Cellules avec ou sans noyau : deux structures distinctes, deux stratégies évolutives
      5. Davantage de gènes et d’ADN chez les eucaryotes pour plus de diversité et de complexité
      6. La cellule, une usine « structurée » par un squelette qui y délimite des zones aux fonctions distinctes
      7. La loterie de la reproduction sexuée, source de diversité génétique
      8. Une particularité du génome mise à profit pour l’identification des individus par les empreintes génétiques
      9. Les cellules à noyau sont-elles des « chimères bactériennes » ?
      10. La « créativité évolutive » des eucaryotes fait leur force et leur fragilité
      11. Les avantages de la vie sociale pour les cellules eucaryotes
      12. Les « associations de cellules indépendantes » : un témoignage des premiers essais de pluricellularité
      13. La « dialectique » du patrimoine génétique et de l’individu
      14. La voie vers la constitution des métazoaires
      15. L’abandon de la membrane rigide des bactéries
      16. L’invention d’un langage intercellulaire
      17. La multiplication des êtres vivants a modifié l’atmosphère terrestre, favorisant ainsi l’apparition de nouvelles formes de vie
   2. Chapitre 2 - La construction d’un organisme
      1. Le programme de développement
      2. Les cellules communiquent entre elles
      3. Le langage des cellules
      4. Les cellules de l’embryon adhèrent les unes aux autres de manière sélective
      5. Une étape majeure du plan d’organisation de l’embryon : le regroupement des cellules en feuillets
      6. L’adhérence des cellules entre elles est assurée par des molécules spécifiques
      7. Les cellules produisent une matrice extra-cellulaire
      8. Comment la forme vient au corps : l’organisation des cellules en tissus et organes
      9. Migrations cellulaires et formation des organes chez l’embryon
      10. Le choix d’un modèle pour suivre le voyage des cellules
      11. Les migrations cellulaires dans l’organisme adulte
      12. Migrations cellulaires dans le développement de la crête neurale et du thymus
      13. La crête neurale et la genèse de la tête
      14. Le thymus : la rencontre de cellules de trois origines distinctes
   3. Chapitre 3 - Comment les cellules se spécialisent
      1. La leçon du clonage
      2. Comment contrôler l’activité des gènes ?
      3. Agir sur la transcription de l’information codée dans l’ADN : promoteurs et protéines régulatrices
      4. L’épigénétique : un domaine de recherche prometteur
      5. Les génomes paternel et maternel jouent des rôles différents dans le développement de l’embryon
      6. Le choix de la différenciation
      7. L’interférence de l’ARN, une voie nouvellement découverte pour réguler l’activité des gènes
9. Partie III - Les cellules souches de l’adulte - Science et médecine du renouvellement des tissus
   1. Chapitre premier - La différenciation des cellules : le modèle du sang
      1. Le renouvellement du sang à l’origine de la notion de « cellules souches »
      2. La radiobiologie révèle la dynamique des populations de cellules sanguines
      3. La greffe de moelle osseuse, une thérapie cellulaire pratiquée depuis un demi-siècle
      4. Tous les types de cellules sanguines dérivent d’un même précurseur
      5. Les cellules souches sanguines révélées par la culture in vitro
      6. Les cytokines, facteurs de survie, de prolifération et de différenciation des cellules
      7. Les cellules sanguines constituent une hiérarchie dont la cellule souche est l’origine et le sommet
      8. L’originalité des cellules souches : s’autoreproduire et fournir d’autres types de cellules
      9. La hiérarchie des cellules : un rempart contre les mutations cancérogènes
      10. Caractérisation et isolement de la cellule souche hématopoïétique
      11. Perspectives médicales ouvertes par la recherche fondamentale sur les cellules souches
      12. Sang et vaisseaux dérivent d’une même cellule originelle : l’hémangioblaste
      13. Influence de l’environnement sur la diversification des cellules issues du sang
      14. La dualité des lymphocytes
      15. Immunité adaptative et lymphocytes
      16. Le thymus produit des lymphocytes T à partir de cellules souches du sang
   2. Chapitre 2 - Le renouvellement des tissus protecteurs
      1. Le revêtement cutané
      2. Les cellules souches de la peau et leur rôle dans le traitement des grands brûlés
      3. Réussir à cultiver des cellules épithéliales
      4. Une recherche sur le cancer ouvre inopinément la voie aux greffes de la peau : vers la culture permanente de fibroblastes
      5. De la culture des fibroblastes à celle des cellules de la peau
      6. Quelles cellules confèrent à la peau son extraordinaire pouvoir de renouvellement ?
      7. Améliorer l’efficacité des greffes de peau grâce aux cellules souches
      8. Comment reconnaître les cellules souches de la peau et déterminer où elles se trouvent ?
      9. Cellules souches de la cornée
      10. Les marqueurs moléculaires des cellules souches cutanées
      11. Les cellules souches de la glande mammaire
      12. La biologie des cellules souches du système gastro-intestinal
      13. Cellules souches du foie
      14. Perspectives
   3. Chapitre 3 - Les cellules souches du cerveau
      1. Le chant des oiseaux, origine de la découverte du renouvellement des neurones dans le cerveau
      2. Les oiseaux réapprennent à chanter tous les printemps grâce à des neurones neufs
      3. Une neurogenèse de l’adulte existe aussi chez les mammifères
      4. Renouvellement neuronal pour l’olfaction et la mémoire
      5. Le renouvellement des neurones chez les mammifères adultes a-t-il un rôle adaptatif ?
      6. À la recherche de cellules souches dans le cerveau
      7. Cultiver in vitro des cellules souches neuronales
      8. Qu’en est-il chez l’homme du renouvellement des neurones du bulbe olfactif ?
      9. Les cellules souches du système nerveux périphérique : cellules voyageuses et perspectives médicales
      10. Des cellules souches colonisent la peau à partir de la crête neurale
      11. La thérapie cellulaire au secours des traumatismes et des maladies du système nerveux
      12. Transplantations de cellules embryonnaires dans la maladie de Parkinson
      13. Réparer le cerveau : un immense défi
      14. Utiliser les cellules souches neurales du cerveau malade pour réparer les lésions
      15. Perspectives de thérapie cellulaire dans des maladies du système nerveux central autres que la maladie de Parkinson
      16. Perspectives
   4. Chapitre 4 - La stabilité de l’état différencié
      1. Les cellules souches de la moelle osseuse, source de tous les espoirs ?
      2. Qu’est-ce que le mésenchyme ?
      3. Le squelette, un tissu complexe issu de cellules d’origines diverses
      4. Cellules souches mésenchymateuses
      5. Marqueurs moléculaires des cellules souches mésenchymateuses
      6. L’utilisation de cellules souches mésenchymateuses pour la thérapie cellulaire
      7. La plasticité des cellules souches mésenchymateuses
      8. Qu’en est-il des autres cellules souches de l’adulte ?
      9. La répétition d’une expérience par plusieurs laboratoires peut seule la valider définitivement
      10. Autres interprétations de l’apparente plasticité des cellules souches de l’adulte
      11. La reprogrammation cellulaire par fusion
      12. Les cellules déjà différenciées peuvent-elles se reconvertir en un autre type cellulaire ?
      13. Des essais cliniques utilisant les cellules souches mésenchymateuses
      14. La moelle osseuse et le sang circulant, source d’ovocytes ?
   5. Chapitre 5 - Cellules souches, cancer et cellules souches du cancer
      1. Le concept de cellules souches du cancer
      2. L’accumulation de mutations transformantes dans les cellules souches à longue durée de vie
      3. La transplantation des tumeurs
      4. Vers une thérapie anticancéreuse visant les seules cellules souches de la tumeur
10. Partie IV - La vie saisie par les biotechnologies
    1. Chapitre premier - Un produit des biotechnologies : les cellules souches embryonnaires
       1. La totipotence de l’œuf et son prolongement au cours du développement embryonnaire
       2. Plasticité du développement précoce chez les mammifères
       3. Les cellules souches embryonnaires (ES) : une « capture » et un prolongement biotechnologique d’un stade fugitif du développement normal
       4. Lignées de cellules souches dérivées du germen
       5. Les clés génétiques du pouvoir d’autorenouvellement
       6. Vers une signature génétique des cellules souches
       7. Des fibroblastes transformés en cellules souches par transgenèse
       8. L’hypothèse du « brin immortel »
       9. Des systèmes de signalisation actifs sur les cellules souches
       10. Le blocage de différenciation dans les cellules souches
       11. Fabriquer le type cellulaire désiré à partir des cellules ES
       12. La thérapie cellulaire par les cellules ES dans l’espèce humaine
       13. Production de gamètes dans la boîte de culture
    2. Chapitre 2 - La différenciation des gamètes à partir de cellules souches embryonnaires
       1. Les cellules ES se différencient en ovocytes
       2. Les spermatozoïdes qui se différencient in vitro à partir de cellules ES sont fécondants !
    3. Chapitre 3 - Cloner : un moyen de contourner la loterie de la reproduction sexuée et de créer des cellules sur mesure
       1. Une technique controversée à haut risque
       2. Les difficultés du développement des œufs « reconstitués »
       3. L’origine des anomalies du développement des clones
       4. Les souris « monoclonales »
       5. Le clonage presque parfait : quand la « mémoire de l’épigenèse » perturbe les clones
       6. La question du clonage humain
       7. Différents types de clonage
       8. Le clonage reproductif
       9. Le clonage à visée thérapeutique
       10. Comment se procurer des ovocytes humains en nombre suffisant ?
       11. Remplacer les ovocytes humains par des ovocytes animaux
       12. D’où vient le pouvoir « magique » de la cellule œuf de reprogrammer le noyau d’une cellule adulte ?
       13. La perspective d’un clonage thérapeutique pratiqué en routine se heurte à des obstacles
       14. Le développement des œufs humains clonés : des essais peu encourageants
    4. Chapitre 4 - Éthique, cellules souches embryonnaires et clonage
       1. Les enjeux éthiques du clonage reproductif
       2. À quel stade de son développement l’embryon devient-il « humain » ?
       3. Contourner l’obstacle de la destruction d’un embryon
       4. De nouvelles techniques pour répondre aux défis éthiques du clonage thérapeutique
       5. L’intérêt scientifique du clonage thérapeutique
11. Conclusion
12. Notes
13. Glossaire
14. Remerciements
15. Index