Les cellules souches embryonnaires, comme leur nom l’indique, sont dérivées d'embryons. La plupart des cellules souches embryonnaires sont dérivées d'embryons qui se développent à partir d' œufs qui ont été fécondés in vitro -dans une in vitro la fécondation clinique et ensuite donnés à des fins de recherche avec le consentement éclairé des donateurs. Ils ne sont pas dérivés d'œufs fécondés dans le corps d'une femme.
B. Comment les cellules souches embryonnaires cultivées en laboratoire?
Les cellules de culture en laboratoire est connu comme la culture cellulaire. Les cellules souches embryonnaires humaines (hESC) sont générées par le transfert de cellules à partir d’une préimplantation embryon -stage dans une boîte de culture de laboratoire en plastique qui contient un bouillon nutritif connu sous le milieu de culture. Les cellules se divisent et se répandent sur la surface du plat. Dans le protocole d’origine, la surface intérieure de la boîte de culture a été revêtue avec la souris embryonnaire des cellules de peau spécialement traités afin qu'ils ne se diviser. Cette couche de revêtement de cellules est appelée couche d'alimentation .Les cellules de souris dans le fond de la boîte de culture les cellules fournissent une surface collante à laquelle ils peuvent se fixer. En outre, les cellules nourricières libèrent des substances nutritives dans le milieu de culture. Les chercheurs ont maintenant mis au point des façons de cultiver des cellules souches embryonnaires sans cellules nourricières de souris. Ceci est une avancée scientifique significative en raison du risque que des virus ou d’autres macromolécules dans les cellules de souris peuvent être transmis aux cellules humaines.
Le processus de génération d’une lignée de cellules souches embryonnaires est quelque peu inefficace, alors les lignes ne sont pas produites à chaque fois que les cellules de l'embryon préimplantatoire stade sont placées dans une boîte de culture. Toutefois, si les cellules ensemencées survivent, se divisent et se multiplient assez pour foule le plat, ils sont enlevés doucement et étalées dans plusieurs boîtes de culture frais. Le processus de re-placage ou repiquage des cellules est répété à plusieurs reprises et pendant de nombreux mois. Chaque cycle de la sous - culture des cellules est appelée passage . Une fois que la lignée cellulaire est établie, les cellules d’origine produisent des millions de cellules souches embryonnaires. Les cellules souches embryonnaires qui ont proliféré dans la culture cellulaire pendant six mois ou plus sans distinction, sont pluripotentes , et semblent génétiquement normaux sont appelés une lignée de cellules souches embryonnaires . A tout moment dans le processus, des lots de cellules peuvent être congelés et expédiés à d'autres laboratoires pour la poursuite de la culture et de l’expérimentation.
C. Quels tests de laboratoire sont utilisés pour identifier les cellules souches embryonnaires?
À divers moments au cours du processus de génération de lignées de cellules souches embryonnaires, les scientifiques testent les cellules pour voir si elles présentent des propriétés fondamentales qui les rendent les cellules souches embryonnaires. Ce processus est appelé la caractérisation.
Les scientifiques qui étudient les cellules souches embryonnaires humaines ne sont pas encore mis d'accord sur une batterie standard de tests qui mesurent les propriétés fondamentales des cellules. Toutefois, les laboratoires qui poussent des lignées de cellules souches embryonnaires humaines utilisent plusieurs types de tests, y compris:
• Croissance et repiquage des cellules souches pendant plusieurs mois. Ceci assure que les cellules sont capables de croissance à long terme et d’auto-renouvellement. Les scientifiques examinent les cultures à travers un microscope pour voir que les cellules semblent en bonne santé et restent indifférenciée.
• En utilisant des techniques spécifiques pour déterminer la présence de facteurs de transcription qui sont généralement produites par des cellules non différenciées. Deux des facteurs les plus importants de transcription sont Nanog et Oct4. Les facteurs de transcription aident à transformer les gènes sur et en dehors , au bon moment, ce qui est une partie importante du processus de la cellule différenciation et le développement embryonnaire. Dans ce cas, à la fois le 4 octobre et Nanog sont associés avec le maintien des cellules souches dans un état indifférencié, capable d'auto-renouvellement.
• En utilisant des techniques spécifiques pour déterminer la présence de certains marqueurs de surface cellulaire qui sont généralement produites par des cellules non différenciées.
• L'examen des chromosomes sous un microscope. Ceci est une méthode pour déterminer si les chromosomes sont endommagés, ou si le nombre de chromosomes a changé. Il ne détecte pas de mutations génétiques dans les cellules.
• Déterminer si les cellules peuvent être re-cultivées ou repiquées, après congélation, décongélation et re-placage.
• Tester si les cellules souches embryonnaires humaines sont pluripotentes
1) en permettant aux cellules de se différencier spontanément en culture cellulaire;
2) de manipuler les cellules afin qu'elles se différencier pour former des cellules caractéristiques des trois couches germinales ; ou
3) à injecter les cellules dans une souris avec un système immunitaire supprimé pour tester la formation d'une tumeur bénigne appelée un tératome. Etant donné que le système immunitaire de la souris est supprimé, les cellules souches humaines injectées ne sont pas rejetées par le système immunitaire de la souris et les scientifiques peuvent observer la croissance et la différenciation des cellules souches humaines. Tératomes contiennent généralement un mélange de plusieurs différenciées ou partiellement différenciées types cellulaires, d’une indication selon laquelle les cellules souches embryonnaires sont capables de se différencier en plusieurs types de cellules.
D. Comment les cellules souches embryonnaires stimulées pour différencier?
Tant que les cellules souches embryonnaires en culture sont cultivées dans des conditions appropriées, ils peuvent rester indifférenciées (non spécialisés). Mais si les cellules sont autorisées à se regrouper pour former des corps embryoïdes, ils commencent à se différencier spontanément. Elles peuvent former des cellules musculaires, des cellules nerveuses, ainsi que de nombreux autres types de cellules. Bien que la différenciation spontanée est une bonne indication que la culture de cellules souches embryonnaires est en bonne santé, le processus est incontrôlée et donc une stratégie inefficace pour produire des cultures de types cellulaires spécifiques.
Ainsi, pour générer des cultures de types spécifiques de cellules différenciées , des cellules de muscle cardiaque, des cellules sanguines ou des cellules nerveuses, par exemple , les scientifiques-essayer de contrôler la différenciation des cellules souches embryonnaires. Ils modifient la composition chimique du milieu de culture, de modifier la surface de la boîte de culture, ou de modifier des cellules par l’insertion de gènes spécifiques. Grâce à des années d'expérimentation, les scientifiques ont établi des protocoles de base ou «recettes» pour la différenciation dirigée des cellules souches embryonnaires dans certains types cellulaires spécifiques. (Pour d’autres exemples de différenciation dirigée des cellules souches embryonnaires, consultez le NIH souches rapport cellulaire 2006.)
Si les scientifiques peuvent diriger de manière fiable la différenciation des cellules souches embryonnaires dans des types cellulaires spécifiques, ils peuvent être en mesure d'utiliser les cellules différenciées, résultant pour traiter certaines maladies à l'avenir. Les maladies qui peuvent être traitées par la transplantation de cellules produites à partir de cellules souches embryonnaires humaines comprennent le diabète, un traumatisme de la moelle épinière, la dystrophie musculaire de Duchenne, la maladie cardiaque et de la vision et la perte d’audition.
