Introduction
La recherche sur les cellules souches, en particulier les cellules souches embryonnaires, représente un domaine prometteur de la science biomédicale. Issues de l’embryon à un stade précoce, ces cellules possèdent des propriétés uniques : l'autorenouvèlement (la capacité de se multiplier à l'infini) et la pluripotence (la capacité de donner naissance à tous les types de cellules de l’organisme). Ces caractéristiques ouvrent des perspectives considérables en médecine régénérative, dans l'étude des maladies génétiques et dans la mise au point de nouveaux traitements. Cependant, cette recherche soulève également d'importantes questions éthiques et sociétales, nécessitant un encadrement rigoureux.
Comprendre l’outil et son intérêt
Les cellules souches embryonnaires humaines suscitent l'intérêt des chercheurs pour plusieurs raisons :
Acquisition de nouvelles connaissances sur le développement normal et pathologique humain : L'étude de cellules issues d'embryons sains ou malades permet d'analyser les différentes étapes du développement et le devenir des cellules composant l'organisme.
Étude des maladies génétiques rares : Les cellules porteuses d'une altération génétique associée à une maladie rare servent de modèle cellulaire pour étudier la maladie et tester des médicaments.
Compréhension du fonctionnement des cellules de différents organes et des maladies associées : En induisant la différenciation des cellules souches embryonnaires en cellules spécialisées (neurones, cellules cardiaques, hépatocytes, cellules du pancréas, cellules musculaires…), il est possible d'étudier des cellules difficilement accessibles ou qui se renouvellent peu dans l'organisme, comme les neurones.
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Thérapie cellulaire : Les cellules souches embryonnaires peuvent être utilisées pour régénérer un organe ou produire des substances nécessaires à rétablir une fonction biologique, constituant ainsi un réservoir inépuisable de cellules d’intérêt thérapeutique à délivrer à un patient.
Origine des cellules souches embryonnaires
Les cellules souches embryonnaires sont prélevées sur des embryons entre le 5e et le 7e jour suivant une fécondation in vitro (stade blastocyste). À ce stade, l'embryon se présente comme un ballon contenant un autre petit ballon accroché à sa paroi interne : la masse cellulaire interne. Cette masse contient une trentaine de cellules pluripotentes qui donneront toutes les cellules de l’organisme.
Ces cellules sont prélevées et placées en culture. Dans des conditions adéquates, elles se multiplient spontanément en conservant leur état indifférencié. En modifiant les conditions de culture, il est possible d’induire et d’orienter leur différenciation vers des types de cellules spécialisées (neurones, cardiaques, musculaires…).
En pratique, les cellules souches embryonnaires proviennent d'embryons surnuméraires obtenus par fécondation in vitro, congelés en prévision d’un projet parental finalement abandonné. Les scientifiques travaillent souvent à partir de lignées détenues et commercialisées par des laboratoires, évitant ainsi de sacrifier inutilement des embryons. Cependant, la création d'une nouvelle lignée peut être nécessaire pour étudier une pathologie, auquel cas les cellules souches proviennent d'un embryon porteur de la maladie, identifié dans le cadre d'un diagnostic préimplantatoire (DPI) pratiqué suite à une fécondation in vitro.
Considérations éthiques et culturelles
La recherche sur les cellules souches embryonnaires est un sujet de controverse en raison de la destruction de l'embryon qu'elle implique. Les religions et les cultures ont des opinions divergentes sur la "valeur" de l'embryon à ce stade de développement. Par exemple, les Juifs sont généralement favorables à cette recherche, car ils estiment que l'embryon ne prend vie que plus tard au cours du développement. L'Église catholique, en revanche, considère que la vie commence dès la fécondation de l'ovule. D'autres croyances, comme le bouddhisme, estiment que le bénéfice potentiel de ces recherches en termes de santé humaine justifie ce sacrifice.
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Malgré ces divergences, toutes les cultures s'accordent sur le fait que l'embryon ne peut être instrumentalisé à des fins de recherche et ne peut donc être conçu dans cette seule finalité : un embryon doit obligatoirement être conçu dans le cadre d’un projet parental.
Encadrement légal en France
En France, la recherche sur les cellules souches embryonnaires est autorisée, mais strictement encadrée par la loi de bioéthique de 2013. L’Agence de la biomédecine est chargée de cet encadrement. Les projets autorisés doivent répondre à des critères stricts concernant leur pertinence, leur éthique, leur objectif d'apporter des progrès médicaux majeurs et l'impossibilité de les réaliser en utilisant un autre type de cellules.
Les chercheurs doivent soumettre leur projet à l’Agence avant de commencer leurs travaux. Les projets autorisés le sont généralement pour une durée de 4 à 5 ans, après quoi les équipes doivent renouveler leur demande en justifiant la poursuite de leurs travaux. La loi prévoit que les recherches autorisées peuvent être menées à partir d’embryons surnuméraires conçus dans le cadre d’une procréation médicalement assistée ne faisant plus l’objet d’un projet parental, après information et consentement écrit du couple concerné. Ce consentement doit être confirmé après un délai de réflexion de trois mois et peut être révoqué sans motif tant que les recherches n’ont pas débuté.
Cellules souches embryonnaires vs. Cellules IPS : deux outils complémentaires
Les cellules souches embryonnaires ne sont pas les seules cellules pluripotentes disponibles. Depuis 2006, les scientifiques savent également produire des cellules souches pluripotentes induites (IPS). Les cellules IPS sont obtenues à partir de cellules adultes différenciées dans lesquelles quatre gènes de pluripotence sont introduits. Cette "reprogrammation" leur redonne la capacité de se différencier en n’importe quel type de cellules et de se multiplier indéfiniment.
Les cellules IPS permettent de s’affranchir du problème éthique posé par l’utilisation et le sacrifice d’embryons. Elles permettent également d’obtenir des modèles cellulaires de maladies rares indisponibles à partir d’un embryon. Cependant, les cellules souches embryonnaires et les cellules IPS ne sont pas identiques :
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- L’ADN des cellules IPS n’est pas "natif" comme celui d’une cellule souche embryonnaire. Il garde les traces de changements épigénétiques intervenus avant la reprogrammation, ainsi que d'éventuelles mutations.
- Les modifications génétiques nécessaires à la reprogrammation des cellules adultes en cellules IPS sont également à prendre en compte, sans qu’on sache aujourd’hui dans quelle mesure elles posent problème, en particulier dans le cadre d’une utilisation thérapeutique.
- À l'inverse, les chercheurs ont accès à l’état de santé et au tableau clinique de la personne dont sont issues les cellules IPS, ce qui peut apporter de précieuses informations dans le cadre de l’étude d’une maladie. Ces données cliniques ne sont pas disponibles dans le cas des cellules souches embryonnaires.
Les cellules ES et IPS sont donc actuellement des outils de recherche complémentaires. Les chercheurs testent ces deux types de cellules dans différentes indications et pour étudier différents mécanismes.
Applications thérapeutiques potentielles
L’utilisation de cellules souches embryonnaires en thérapie cellulaire a déjà fait l'objet de plusieurs essais cliniques. Cette approche consiste à obtenir des cellules spécialisées saines et fonctionnelles à partir de cellules souches embryonnaires, puis à les injecter à un patient pour régénérer un organe ou restaurer sa fonction. Les cellules utilisées doivent répondre à des normes strictes de qualité et être agréées par les autorités de santé.
Des essais cliniques sont en cours pour évaluer la sécurité et l'efficacité de l'utilisation de cellules souches embryonnaires humaines différenciées en cellules de la rétine pour lutter contre la DMLA (dégénérescence maculaire liée à l'âge) et en cellules épithéliales pigmentaires de la rétine pour lutter contre la dystrophie maculaire de Stargardt. Des chercheurs travaillent également sur l'utilisation de cellules souches embryonnaires humaines différenciées en kératinocytes dans le traitement des ulcères cutanés associés à la drépanocytose.
Dans le domaine de la cardiologie, une greffe de cellules cardiaques dérivées de cellules souches embryonnaires humaines a été réalisée sur une patiente atteinte d’insuffisance cardiaque sévère, avec une amélioration notable de son état. Une autre société de biotechnologie prépare un essai clinique se fondant sur l’utilisation de cellules de pancréas productrices d’insuline obtenues à partir de cellules souches embryonnaires pour traiter le diabète de type 1.
Il est important de noter que, bien que les essais cliniques de thérapie cellulaire se multiplient et montrent des résultats prometteurs dans certaines indications, ces approches thérapeutiques ne sont pas encore validées et n’offrent pas les garanties d’efficacité et de sécurité recommandées pour tout produit de santé par les autorités de santé. La plus grande prudence est recommandée face aux interventions proposées à l’étranger, qui peuvent avoir un coût très important et dont l'efficacité n'est pas toujours prouvée.
Manipulation des cellules germinales et perspectives futures
La possibilité d’obtenir des ovules et des spermatozoïdes à partir de cellules souches pluripotentes ouvre des perspectives à la fois attrayantes et inquiétantes. Cette technologie pourrait bénéficier aux patientes ne pouvant pas générer leurs propres gamètes, aux couples du même sexe, aux individus sans conjoint ou de tout âge. Cependant, les conséquences à long terme sur la descendance sont imprévisibles.
Actuellement, chez les êtres humains, la différenciation de cellules souches induites en gamètes identiques à ceux générés in vivo n’a pas encore été réalisée. Des spéculations existent sur la possibilité de modifier génétiquement ces ovules artificiels pour prévenir ou éliminer des maladies dans la descendance, en utilisant des techniques comme CRISPR.
Des chercheurs japonais ont réussi à produire des ovocytes à partir de cellules souches embryonnaires de souris mâles, en manipulant le nombre de chromosomes X. Bien que cette procédure nécessite encore des améliorations, elle représente une avancée significative dans le domaine.
Création d'embryons synthétiques
Des chercheurs ont développé une nouvelle approche pour générer des embryons synthétiques de souris, en traitant des cellules souches embryonnaires avec une molécule chimique qui inhibe l’accrochement d’une protéine appelée SUMO. Cette approche permet de recréer in vitro des amas cellulaires mimant l’organisation de vrais embryons, offrant ainsi un outil de recherche pour étudier le développement embryonnaire sans manipuler directement des embryons.
Recherche sur les cellules souches germinales
La recherche sur les cellules souches germinales (CSGs), qui donnent naissance aux spermatozoïdes, est également importante. Chez les patients traités par radiothérapie et/ou chimiothérapie, l’atteinte du stock de CSGs peut entraîner des problèmes d’infertilité. Des solutions thérapeutiques, telles que la transplantation de CSGs, sont actuellement étudiées. Des travaux récents ont permis de restaurer une spermatogenèse permettant la fécondation in vitro d'ovocytes à partir de spermatozoïdes issus de CSGs transplantées.
Divergences d'analyse et affrontements idéologiques
Les réactions face aux cellules embryonnaires et aux cellules souches reflètent non seulement des divergences scientifiques, mais aussi des conflits d’intérêt et des affrontements idéologiques. Les questions éthiques soulevées par la recherche sur l'embryon sont complexes et suscitent des débats passionnés au sein de la société.
Un débat de société
La révision des lois de bioéthique témoigne d’un consensus politique visant à ne mécontenter personne plutôt que de l’expression d’un réel débat démocratique. Il est essentiel que le législateur prenne en compte les avancées scientifiques et les enjeux éthiques pour encadrer la recherche sur l’embryon de manière responsable et éclairée.
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