Issues de l’embryon à un stade très précoce de son développement, les cellules souches embryonnaires sont douées de deux capacités importantes : celle de se multiplier à l’infini, par simple division (autorenouvèlement), et celle de donner naissance à tous les types de cellules de l’organisme (pluripotence). Ces propriétés ouvrent de nombreuses perspectives, non seulement pour la médecine régénérative, mais également pour l’étude des maladies génétiques et la mise au point de traitements.
Résumé
Ces dernières années, la thérapie par cellules souches est devenue un sujet de recherche scientifique très prometteur et avancé. Le développement des méthodes de traitement a suscité de grandes attentes. Cet article est une revue axée sur la découverte de différentes cellules souches et les thérapies potentielles basées sur ces cellules. La genèse des cellules souches est suivie d’étapes en laboratoire de culture et de dérivation contrôlées de cellules souches. Le contrôle de la qualité et les tests de formation de tératome sont des procédures importantes pour évaluer les propriétés des cellules souches testées. 
Classification des cellules souches
Les cellules souches sont des cellules non spécialisées du corps humain. Ils sont capables de se différencier en n’importe quelle cellule d’un organisme et ont la capacité de s’auto-renouveler. Les cellules souches existent à la fois dans les embryons et les cellules adultes. Il existe plusieurs degrés de spécialisation. La puissance de développement est réduite à chaque étape, ce qui signifie qu’une cellule souche unipotente n’est pas capable de se différencier en autant de types de cellules qu’une cellule pluripotente. Ce chapitre se concentrera sur la classification des cellules souches pour faciliter la compréhension des chapitres suivants par le lecteur.
Les cellules souches totipotentes sont capables de se diviser et de se différencier en cellules de tout l’organisme. La totipotence a le potentiel de différenciation le plus élevé et permet aux cellules de former à la fois des structures embryonnaires et extra-embryonnaires. Un exemple de cellule totipotente est un zygote, qui se forme après qu’un spermatozoïde a fécondé un ovule. Ces cellules peuvent ensuite se développer soit dans l’une des trois couches germinales, soit formé un placenta. Après environ 4 jours, la masse cellulaire interne du blastocyste devient pluripotente. Cette structure est la source de cellules pluripotentes.
Les cellules souches pluripotentes (PSC) forment des cellules de toutes les couches germinales mais pas des structures extra-embryonnaires, telles que le placenta. Les cellules souches embryonnaires (CSE) en sont un exemple. Les ESC sont dérivés de la masse cellulaire interne des embryons préimplantatoires. Un autre exemple est celui des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) dérivées de la couche d’épiblastes d’embryons implantés. Leur pluripotence est un continuum, partant de cellules complètement pluripotentes telles que les ESC et les iPSC et se terminant par des représentants moins puissants – cellules multi-, oligo- ou unipotentes. L’une des méthodes pour évaluer leur activité et leur spectre est le test de formation de tératome. Les iPSC sont générés artificiellement à partir de cellules somatiques et fonctionnent de la même manière que les PSC. Leur culture et leur utilisation sont très prometteuses pour la médecine régénérative actuelle et future.
Les cellules souches multipotentes ont un spectre de différenciation plus étroit que les CSP, mais elles peuvent se spécialiser dans des cellules discrètes de lignées cellulaires spécifiques. Un exemple est une cellule souche hématopoïétique, qui peut se développer en plusieurs types de cellules sanguines. Après différenciation, une cellule souche hématopoïétique devient une cellule oligopotente. Ses capacités de différenciation sont alors restreintes aux cellules de sa lignée. Cependant, certaines cellules multipotentes sont capables de se convertir en types cellulaires non apparentés, ce qui suggère de les nommer cellules pluripotentes.
Les cellules souches oligopotentes peuvent se différencier en plusieurs types cellulaires. Une cellule souche myéloïde est un exemple qui peut se diviser en globules blancs mais pas en globules rouges.
Les cellules souches unipotentes se caractérisent par les capacités de différenciation les plus étroites et une propriété spéciale de se diviser à plusieurs reprises. Cette dernière caractéristique en fait un candidat prometteur pour une utilisation thérapeutique en médecine régénérative. Ces cellules ne peuvent former qu’un seul type de cellule, par exemple des dermatocytes.
Biologie des cellules souches
Un blastocyste se forme après la fusion du sperme et de la fécondation de l’ovule. Sa paroi interne est tapissée de cellules souches à vie courte, à savoir des cellules souches embryonnaires. Les blastocystes sont composés de deux types cellulaires distincts : la masse cellulaire interne (ICM), qui se développe en épiblastes et induit le développement d’un fœtus, et le trophectoderme (TE). Les blastocystes sont responsables de la régulation du microenvironnement ICM. Le TE continue à se développer et forme les structures de soutien extra-embryonnaires nécessaires à la réussite de l’origine de l’embryon, comme le placenta. Alors que le TE commence à former une structure de support spécialisée, les cellules ICM restent indifférenciées, pleinement pluripotentes et prolifératives. La pluripotence des cellules souches leur permet de former n’importe quelle cellule de l’organisme.
Les cellules souches embryonnaires humaines (CSEh) sont dérivées de l’ICM. Au cours du processus d’embryogenèse, les cellules forment des agrégations appelées couches germinales : endoderme, mésoderme et ectoderme, chacune donnant finalement naissance à des cellules et tissus différenciés du fœtus et, plus tard, de l’organisme adulte. Une fois que les CSEh se sont différenciées en l’une des couches germinales, elles deviennent des cellules souches multipotentes, dont la puissance est limitée aux seules cellules de la couche germinale. Ce processus est court dans le développement humain. Après cela, les cellules souches pluripotentes sont présentes dans tout l’organisme sous forme de cellules indifférenciées, et leurs principales capacités sont la prolifération par la formation de la prochaine génération de cellules souches et la différenciation en cellules spécialisées dans certaines conditions physiologiques.
Les signaux qui influencent le processus de spécialisation des cellules souches peuvent être divisés en signaux externes, tels que le contact physique entre les cellules ou la sécrétion chimique par les tissus environnants, et internes, qui sont des signaux contrôlés par des gènes dans l’ADN. 
Les cellules souches agissent également comme des systèmes de réparation internes du corps. La reconstitution et la formation de nouvelles cellules sont illimitées tant qu’un organisme est vivant. L’activité des cellules souches dépend de l’organe dans lequel elles se trouvent ; par exemple, dans la moelle osseuse, leur division est constante, bien que dans des organes tels que le pancréas, la division ne se produise que dans des conditions physiologiques particulières.
Division fonctionnelle des cellules souches
Développement de tout le corps
Lors de la division, la présence de différentes cellules souches dépend du développement de l’organisme. Les CSE de cellules souches somatiques peuvent être distinguées. Bien que la dérivation des ESC sans séparation du TE soit possible, une telle combinaison a des limites de croissance. Parce que les actions proliférâtes sont limitées, la co-culture de celles-ci est généralement évitée.Les ESC sont dérivés de la masse cellulaire interne du blastocyste, qui est une étape de l’embryon préimplantatoire ca. 4 jours après la fécondation
Les cellules souches somatiques ou adultes sont indifférenciées et se retrouvent parmi les cellules différenciées dans tout le corps après le développement. La fonction de ces cellules est de permettre la guérison, la croissance et le remplacement des cellules qui sont perdues chaque jour. Ces cellules ont une gamme restreinte d’options de différenciation. Parmi de nombreux types, il y a les suivants :
Les cellules souches mésenchymateuses sont présentes dans de nombreux tissus. Dans la moelle osseuse, ces cellules se différencient principalement en cellules osseuses, cartilagineuses et adipeuses. En tant que cellules souches, elles constituent une exception car elles agissent de manière pluripotente et peuvent se spécialiser dans les cellules de n’importe quelle couche germinale.
Les cellules neurales donnent naissance aux cellules nerveuses et à leurs cellules de soutien, les oligodendrocytes et les astrocytes.
Les cellules souches hématopoïétiques forment toutes sortes de cellules sanguines : rouges, blanches et plaquettes.
Les cellules souches cutanées forment, par exemple, des kératinocytes, qui forment une couche protectrice de la peau.
Le temps de prolifération des cellules souches somatiques est plus long que celui des CSE. Il est possible de reprogrammer les cellules souches adultes à leur état pluripotent. Ceci peut être réalisé en transférant le noyau adulte dans le cytoplasme d’un ovocyte ou par fusion avec la cellule pluripotente. La même technique a été utilisée lors du clonage de la célèbre brebis Dolly.
Les CSEh participent au développement de tout le corps. Elles peuvent se différencier en cellules pluripotentes, totipotentes, multipotentes et unipotentes
Les cellules pluripotentes peuvent être appelées totipotentes si elles peuvent en outre former des tissus extra-embryonnaires de l’embryon. Les cellules multipotentes sont limitées dans la différenciation à chaque type de cellule d’un tissu donné. Lorsque les tissus ne contiennent qu’une seule lignée de cellules, les cellules souches qui les forment sont appelées oligo- ou unipotentes.
Recherche sur les cellules souches embryonnaires humaines
Les progrès scientifiques récents dans la recherche sur les cellules souches humaines ont mis en lumière la dignité et le statut de l’embryon humain. Ces développements exigent que les questions juridiques, éthiques et scientifiques associées à cette recherche soient abordées et articulées de manière critique. Notre examen attentif de ces questions conduit à la conclusion que la recherche sur les cellules souches humaines nécessitant la destruction d’embryons humains est répréhensible pour des raisons juridiques, éthiques et scientifiques. De plus, la destruction de la vie embryonnaire humaine n’est pas nécessaire au progrès médical, car des méthodes alternatives d’obtention de cellules souches humaines et de réparation et de régénération des tissus humains existent et continuent d’être développées.
En novembre 1998, deux équipes indépendantes de scientifiques américains ont rapporté avoir réussi à isoler et à cultiver des cellules souches obtenues à partir d’embryons et de fœtus humains. Les cellules souches sont les cellules dont proviennent les 210 différents types de tissus du corps humain. Étant donné que de nombreuses maladies résultent de la mort ou du dysfonctionnement d’un seul type de cellule, les scientifiques pensent que l’introduction de cellules saines de ce type chez un patient peut restaurer une fonction perdue ou compromise. 
Cellules souches cultivées
En 1997, il a été annoncé que, pour la première fois, des cellules souches humaines avaient été cultivées en laboratoire, à partir de tissus prélevés sur des embryons humains avortés. Les cellules souches sont les cellules de base, non spécialisées, à partir desquelles toutes les autres cellules du corps se développent pendant la croissance d’un bébé dans l’utérus. L’annonce a été faite lors d’un symposium international sur l’éthique du clonage humain et des cellules souches. L’équipe de chercheurs de l’université Johns Hopkins, à Baltimore, était dirigée par le Dr John D. Gearhart, professeur de gynécologie et d’obstétrique. Il a publié le « rapport d’étape » de ses recherches avant qu’elles ne soient publiées, a-t-il dit, afin de susciter un débat sur l’établissement de lignes directrices pour l’utilisation éthique de ces cellules.
https://www.youtube.com/watch?v=LcBRAZTpgy4
https://www.inserm.fr/dossier/cellules-souches-embryonnaires-humaines/
https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-019-1165-5