Histoire de la Reprogrammation cellulaire

La reprogrammation cellulaire est le processus utilisé pour convertir les cellules d’un type particulier à un autre. Au cours des six dernières décennies, de nombreuses techniques ont été développées pour définir la pluripotence induite.

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Certains des principes et techniques qui ont été développés dans la recherche sur la reprogrammation cellulaire sont l’application du transfert nucléaire de cellules somatiques dans la différenciation cellulaire, ce qui a confirmé le fait que la cellule différenciée et la cellule embryonnaire précoce contiennent des informations génétiques similaires; des approches utiles pour la culture et la génération de cellules pluripotentes; et la conclusion que les facteurs de transcription sont principalement responsables de la décision du destin cellulaire.

Les différentes étapes de développement de la recherche sur la programmation cellulaire sont discutées ci-dessous:

Stade de développement primaire

• En 1885: August Weissmann a suggéré que les sous-ensembles de matériel génétique étaient isolés entre les cellules filles en même temps que les progrès de la recherche sur la reprogrammation cellulaire.
• En 1888 : Wilhelm Roux dissipe l’une des deux cellules d’un embryon. Il a constaté que seule la moitié de l’embryon complet est développée à partir de la cellule embryonnaire résultante. Hans Spemann avait réussi à appliquer cette méthode en utilisant l’embryon de triton en 1935.
• En 1909: Ethel Browne Harvey, qui a mené de nombreuses recherches sur la division cellulaire dans l’embryon d’oursins, a été la première à découvrir que l’axe secondaire peut être induit dans l’hôte embryonnaire par des greffes cellulaires. L’invention de l’organisateur de Spemann est basée sur les travaux de Harvey sur la division cellulaire embryonnaire.
• En 1928: Hilde Mangold et Hans Spemann ont mené diverses expériences sur l’embryon de salamandres pour déterminer les facteurs responsables de la différenciation et de la détermination embryonnaires. Ces expériences ont conduit à la démonstration de l’induction de cellule à cellule, par laquelle le sort des cellules en cours de différenciation peut être décidé au stade embryonnaire.

Les cellules responsables de la différenciation et de la détermination embryonnaires sont appelées organisateur de Spemann. Par la suite, l’organisateur de Spemann a formé la base de diverses recherches embryonnaires moléculaires menées pour trouver les facteurs responsables de la décision du sort de la cellule.

De plus, Spemann avait mené diverses études pour déterminer si les cellules soumises à la différenciation pouvaient être rétablies à l’état embryonnaire ou si ces cellules persistaient à rester dans un état différencié. Spemann a présenté que le noyau transplanté contenait un génome capable de diriger tous les types de différenciation cellulaire, si un noyau de la cellule spécialisée est implanté dans un œuf déjà énucléé qui s’était développé en embryon.

Stade de développement secondaire

• En 1962: John Gurgeon est la première personne à définir pratiquement la technique de reprogrammation cellulaire en 1962. Ses recherches sur le clonage de grenouilles par transfert nucléaire ont conduit à l’initiation de la reprogrammation nucléaire des cellules. La reprogrammation nucléaire est un processus par lequel l’expression génique d’un type cellulaire est convertie en l’expression génique des autres types cellulaires.
• En 1981 : Gail Martin et Martin Evans ont initié et développé les cellules souches embryonnaires de souris. Austin Smith a présenté les conditions nécessaires à la culture de cellules souches embryonnaires et les facteurs responsables de la pluripotence en 1988.
• En 1987: La conversion du destin cellulaire à médiation factorielle était la deuxième étape de cette ligne de recherche, établie par Harold Weintraub. Ses recherches ont indiqué la possibilité de convertir des blastes de fibro en lignage musculaire par transduction de la myode.
• En 1997: Pour la première fois, lan Wilmut a cloné un mouton, ce qui a été une étape importante dans l’histoire de la recherche sur la reprogrammation cellulaire.
• En 1998: Application de l’approche de reprogrammation cellulaire dans la découverte du VIH-TAT.
• En 2001 : Des cellules souches d’un embryon ont été utilisées pour reprogrammer des cellules souches somatiques. Ces cellules reprogrammées et les cellules pluripotentes ont les mêmes propriétés. Il a été observé que les hétérokaryons ont connu des changements transcriptionnels en l’absence d’hybridation nucléaire.
• En 2007 : L’histoire de la recherche sur la reprogrammation cellulaire avait conduit au développement de cellules souches pluripotentes induites. Yamanaka et James Thomson ont généré pour la première fois des cellules souches pluripotentes induites par l’homme.
• En 2012: John Gurdon et Shinya Yamanaka avaient réussi à mener des recherches dans lesquelles la cellule mature soumise à la différenciation est convertie en une cellule immature et cette cellule immature peut être développée en n’importe quelle cellule du corps. Cette invention a constitué une percée majeure dans l’histoire de la recherche sur la reprogrammation cellulaire.

Développements récents

Au cours des dernières années, les cellules souches pluripotentes induites générées à partir de cellules souches somatiques ont été largement utilisées en médecine régénérative. Néanmoins, l’efficacité de la reprogrammation cellulaire reste faible. Il existe d’autres facteurs tels que le potentiel tumorigène, l’instabilité, etc., qui affectent l’utilisation de cellules souches pluripotentes induites, en particulier dans les applications cliniques.

Par conséquent, la technique de reprogrammation est en phase de développement afin de générer des cellules souches pluripotentes induites de meilleure efficacité, qualité et sécurité. Le développement cible généralement la source de la cellule somatique, le cocktail de facteurs de reprogrammation, la technique par laquelle les facteurs de reprogrammation sont introduits et les conditions sont mises en culture pour maintenir les cellules souches pluripotentes induites générées.

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