Principales étapes de la différenciation des cellules ES de souris en cellules du système nerveux. A. La différenciation est d’abord induite par la formation de corps embryoïdes. Ceux-ci sont obtenus en cultivant les cellules ES en suspension pendant 4 à 7 jours. Les corps embryoïdes sont constitués d’une mosaïque de cellules engagées dans la voie de l’ectoderme, du mésoderme et de l’endoderme. B. Dans un deuxième temps, la différenciation dans la voie neuro-épithéliale est stimulée en cultivant les corps embryoïdes dans un milieu composé d’insuline, de transferrine, de sélénite de sodium, de fibronectine (ITSFn) pendant 7 jours, ou en présence d’acide rétinoïque (AR) pendant 4 jours. Il en résulte la formation d’une population de cellules neuro-épithéliales majoritairement caractérisées par l’expression du neurofilament nestine ou du gène pan-neural sox-1. Ces cellules présentent des caractéristiques génétiques de précurseurs neuronaux, c’est-à-dire de cellules multipotentes capables de se différencier en cellules neuronales et gliales (astrocytes et oligodendrocytes). C. La différenciation terminale est induite par la privation, ou au contraire l’ajout de facteurs de croissance ou d’hormones. Cette différenciation terminale résulte en la production de neurones exprimant le marqueur ß_III-tubuline, d’astrocytes exprimant le marqueur GFAP (glial fibrillary acidic protein), et d’oligodendrocytes exprimant le marqueur O1. Les proportions relatives de ces trois catégories cellulaires dépendent de la nature des facteurs ajoutés. La voie des corps embryoïdes peut, dans certaines conditions, être court-circuitée (flèche bleue en haut à droite).