Différenciation neurale des cellules souches embryonnaires

Neural differentiation of murine embryonic stem cells ES

Michele Cazillis^*, Vincent LeLievre et Pierre Gressens

Inserm U.676, Physiopathologie et neuroprotection des atteintes du cerveau en développement, Hôpital Robert-Debré, 48, boulevard Sérurier, 75935 Paris Cedex 19, France

^* michele.cazillis@rdebre.inserm.fr

Résumé

Les cellules souches embryonnaires pluripotentes (ES) ont des propriétés de prolifération et de différenciation qui font d’elles un outil prometteur pour la thérapie cellulaire. Malgré la légitime controverse sur les nombreuses questions éthiques que cette technologie suscite, et en dépit de ses potentiels dans des domaines aussi variables que la thérapie cardiaque, pulmonaire ou hépatique, ou la régénération osseuse et articulaire, c’est dans le traitement des maladies cérébrales que la technique ouvre les perspectives les plus intéressantes. De très nombreux travaux réalisés sur les cellules ES rapportent une régénération du cerveau et de la moelle épinière chez des rongeurs et la réparation des problèmes cognitifs causés lors de dommages apportés aux tissus lésés. Cet article offre une synthèse des avancées récentes dans le domaine de la manipulation des cellules souches (murines) en vue de sélectionner des populations de neurones, astrocytes et oligodendrocytes. En parallèle, nous mettons l’accent sur les similitudes frappantes qui existent dans les programmes génétiques mis en oeuvre au cours du développement embryonnaire in utero et au cours de la différenciation in vitro des cellules.

Abstract

Pluripotent murine embryonic stem (ES) cells can differentiate into all cell types both in vivo and in vitro. Based on their capability to proliferate and differentiate, these ES cells appear as a very promising tool for cell therapy. The understanding of the molecular mechanisms underlying the neural differentiation of the ES cells is a pre-requisite for selecting adequately the cells and conditions which will be able to correctly repair damaged brain and restore altered cognitive functions. Different methods allow obtaining neural cells from ES cells. Most of the techniques differentiate ES cells by treating embryoid bodies in order to keep an embryonic organization. More recent techniques, based on conditioned media, induce a direct differentiation of ES cells into neural cells, without going through the step of embryonic bodies. Beyond the fact that these techniques allow obtaining large numbers of neural precursors and more differentiated neural cells, these approaches also provide valuable information on the process of differentiation of ES cells into neural cells. Indeed, sequential studies of this process of differentiation have revealed that globally ES cells differentiating into neural cells in vitro recapitulate the molecular events governing the in vivo differentiation of neural cells. Altogether these data suggest that murine ES cells remain a highly valuable tool to obtain large amounts of precursor and differentiated neural cells as well as to get a better understanding of the mechanisms of neural differentiation, prior to a potential move towards the use of human ES cells in therapy.