La médecine régénérative est un domaine de recherche en biomédecine, pluridisciplinaire, où médecins, biologistes, chirurgiens, bio-informaticiens, ingénieurs biomédicaux travaillent ensemble. A la suite d’une pathologie ou d’un accident, on peut souvent nécessiter un nouveau tissu voire même tout un organe pour substituer celui qui était endommagé. L’objectif de la médecine régénérative est la production de novo des cellules devenues non-fonctionnelles et la création de tissus vivants, sains et fonctionnels pour remplacer ceux qui ont été abimés. Au contraire des procédures thérapeutiques classiques qui visent à réparer les tissus endommagés, la médecine régénérative est une stratégie thérapeutique innovatrice et révolutionnaire qui vise à produire artificiellement de nouveaux tissus et à les mettre à la place de ceux déjà existants et qui ne sont plus fonctionnels. La médecine régénératrice fonctionne donc avec le principe de guérir au lieu de réparer. Il serait peut-être possible, dans un temps futur non si lointain, de guérir de certaines pathologies telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson par création de tissu neuronal, les cardiomyopathies et les infarctus par construction de tissu cardiaque, la cirrhose par production de tissu hépatique, la cécité par production de tissu rétinien, le diabète par production de tissu pancréatique endocrine… L’espoir serait même de créer des organes entiers (rein, foie, cœur, pancréas…). La médecine régénérative occupe une place de plus en plus importante dans les industries pharmaceutiques et cosmétiques. Dans le domaine de la médecine régénérative on distingue quatre principales technologies : la thérapie cellulaire, la régénération intrinsèque propre à notre corps, l’ingénierie tissulaire et la thérapie génique.
Qu’est-ce que la thérapie cellulaire et la régénération intrinsèque propre à notre corps ?
Dans notre organisme, on compte plus de 200 types de cellules différentes. Certaines de ces cellules ont un pouvoir régénératif étonnant telles que les cellules cutanées (le renouvellement de la surface totale de notre peau se fait presque dans deux semaines), les cellules de la moelle osseuse et celles du foie ont aussi une capacité de régénération importante. Par ailleurs d’autres cellules ont une capacité d’auto-renouvellement assez réduite telles que les cellules du muscle cardiaque, les cellules osseuses et les cellules cartilagineuses.
La thérapie cellulaire, notre espoir pour la médecine d’aujourd’hui et demain, c’est la greffe de cellules thérapeutiques afin de restaurer le rôle joué par un tissu (ou un organe entier). Ces cellules proviennent des cellules souches (pluripotentes ou multipotentes) obtenues du malade lui-même ou d’un donneur. La thérapie cellulaire s’attaque à la cause de la pathologie. De ce fait, elle permet de guérir le malade de façon complète et durable. Les champs d’applications de la thérapie cellulaire sont divers. Elle est utilisée en hématologie depuis 1986. De nos jours, l’exploitation des cellules souches hématopoïétique (de la moelle osseuse) provenant d’un donneur compatible, pour traiter certaines hémopathies (leucémie, aplasie médullaire, myélome), est devenue de pratique courante. Les applications potentielles envisagées de la thérapie cellulaire visent à traiter plusieurs pathologies : maladies cardiaques (comme l’insuffisance cardiaque et l’infarctus du myocarde), maladies neurodégénératives (comme l’Alzheimer), maladies oculaires (comme le glaucome et la dégénérescence de la macula), cancers (poumon, sein, mélanome), maladies musculosquelettiques (comme l’arthrose, les fractures non consolidées et la dystrophie musculaire), maladies auto-immunes (comme le lupus, les néphropathies et le diabète type 1).
Dans certaines applications le matériel génétique des cellules souches utilisées pour la thérapie cellulaire peut être modifié par thérapie génique.
C’est quoi une cellule souche ?
La cellule souche est une cellule indifférenciée ayant deux propriétés caractéristiques : la capacité de se maintenir dans l’organisme par auto-renouvellement illimité et le pouvoir de générer plusieurs types de cellules spécialisées par un procédé de différenciation cellulaire. Les cellules souches jouent un rôle primordial dans le développement de l’organisme et la conservation de son intégrité tout au long de la vie. Tenant compte de leur potentiel de différenciation, les cellules souches sont classées en :
- Cellules souches unipotentes : elles ne sont capables de fournir qu’une seule sorte de cellule (exemple foie, peau) mais elles sont capables de s’autorégénérer comme toute autre cellule souche.
- Cellules souches totipotentes : elles sont capables de produire tous les types de cellules, donc apte de développer un organisme complet. Ces cellules sont issues des premières divisions de l’œuf après fécondation.
- Cellules souches pluripotentes : elles sont aptes de produire tous les types cellulaires (à l’exception des annexes embryonnaires) représentatifs de tous les tissus de l’organisme. Il s’agit soit de cellules souches embryonnaires obtenues à partir d’embryons de 5-7 jours soit de cellules souches pluripotentes induites (Induced Pluripotent Stem cells (IPS)) issues à partir de cellules adultes transformées génétiquement. De nos jours les chercheurs connaissent très bien comment entrainer la différenciation des cellules souches pluripotentes en plusieurs types de cellules telles que les cellules de la peau, les cellules de la rétine, les cellules de myocarde, les neurones et les cellules du foie.
- Cellules souches multipotentes : elles sont capables de produire différents types de cellules mais qui appartiennent à une même lignée telles que les cellules souches de la moelle osseuse qui sont capables de donner toutes les cellules du sang (globules rouges, globules blancs et plaquettes).
Qu’est-ce que l’ingénierie tissulaire (Tissue engineering) ?
L’ingénierie tissulaire est la production artificielle d’un tissu humain. Depuis les années 80, on a pu produire une peau artificielle. Dans nos jours la création artificielle de la peau est faite à partir des cellules souches adultes qui se trouvent au niveau des cheveux. Cette peau artificielle est utilisée essentiellement pour traiter les malades ayant des brûlures étendues mais aussi pour tester les nouveaux produits cosmétiques et pharmaceutiques. L’autre application de l’ingénierie tissulaire est la production de valves cardiaques artificielles.
