Prix ??Nobel pour les scientifiques britanniques et japonais des cellules souches

Pour leurs réalisations dans la recherche sur les cellules souches, John B. Gurdon et Shinya Yamanaka ont reçu conjointement le prix Nobel de physiologie ou de médecine 2012, l’Assemblée Nobel du Karolinska Institutet, en Suède, annoncé aujourd'hui. L’Assemblée a ajouté que le prix consistait à découvrir que les cellules matures pouvaient être reprogrammées pour devenir des cellules souches pluripotentes.
L’Assemblée Nobel a décrit ses découvertes comme une révolution dans notre compréhension du développement des organismes et des cellules. Gurdon et Yamanaka ont découvert que les cellules matures et spécialisées peuvent être reprogrammées de manière à redevenir des cellules immatures susceptibles de se développer dans tous les tissus du corps.
La spécialisation des cellules est réversible - en 1962, John Gurdon a découvert que la spécialisation d'une cellule pouvait être inversée. Dans une expérience célèbre, il a sorti le noyau d'une cellule d'?uf de grenouille et l'a remplacé par le noyau d'une cellule intestinale mature. L'?uf avec le noyau des cellules de l'intestin s'est finalement développé pour devenir un têtard sain. L'ADN des cellules matures contenait encore toutes les données nécessaires pour se développer dans toutes les cellules de la grenouille.
Reprogrammer des cellules matures intactes en cellules souches immatures - en 2006, Yamanaka a découvert comment reprogrammer une cellule mature intacte chez une souris pour la transformer en cellule souche immature. Avec l'introduction de quelques gènes, il a réussi à reprogrammer les cellules matures pour qu'elles deviennent des cellules souches pluripotentes. Les cellules souches pluripotentes peuvent se développer en n'importe quel type de cellule dans le corps.

Leur travail a révélé que les cellules matures ne doivent pas nécessairement rester spécialisées pour toujours

Leurs découvertes, qualifiées par l'Assemblée de "révolutionnaires", ont complètement transformé notre vision du développement et de la spécialisation cellulaire. Maintenant, nous savons qu'une cellule mature ne doit pas nécessairement rester une cellule spécialisée. Leurs découvertes ont nécessité une réécriture des manuels et la création de nouveaux domaines de recherche.
Dans un communiqué, Nobelprize.org a écrit:

"En reprogrammant les cellules humaines, les scientifiques ont créé de nouvelles opportunités pour étudier les maladies et développer des méthodes de diagnostic et de thérapie.

La vie est un voyage vers une spécialisation toujours croissante

Nous nous développons tous à partir d'ovules fécondés. Les premiers jours, après la fécondation de l'ovule, l'embryon consiste en une collection de cellules immatures. Chaque cellule immature a la capacité de se transformer en n'importe quel type de cellule chez l'adulte humain. Les cellules qui ont ce potentiel sont appelées cellules souches pluripotentes.
Au fur et à mesure que l'embryon se développe, ces cellules se développent en cellules hépatiques, en cellules musculaires, en cellules nerveuses - dans tous les types de cellules nécessaires pour former un organisme développé. Chaque cellule est spécialisée pour effectuer des fonctions précises dans le corps de l'adulte.
Les scientifiques avaient pensé que le passage des cellules immatures aux cellules spécialisées était une voie à sens unique; qu'il n'y avait pas de retour en arrière, qu'il ne leur serait pas possible de retourner dans un état immature et pluripotent.
John B. Gurdon s'est demandé si cette théorie était juste et a décidé de la contester. Il a émis l’hypothèse selon laquelle le génome d’une cellule spécialisée pourrait encore disposer de toutes les données nécessaires à son développement dans tout type de cellule. Il a testé son hypothèse en 1962. Il a remplacé le noyau d'ovule d'une grenouille par la cellule mature et spécialisée de l'intestin d'un têtard.
L'ovule de la grenouille avec le noyau de la cellule de l'intestin du têtard est devenu un têtard cloné sain. Il a répété l'expérience plusieurs fois et a réussi à produire de nombreuses grenouilles adultes.
Gurdon avait démontré qu'une cellule mature et spécialisée n'avait pas perdu la capacité de redevenir une cellule souche pluripotente.
Lorsque Gurdon a initialement présenté ses découvertes à la communauté scientifique, il a été accueilli avec scepticisme. Cependant, lorsque d'autres scientifiques ont confirmé ce qu'il a décrit en répétant l'expérience, sa découverte historique a été largement acceptée.
La percée de Gurdon a déclenché d'intenses recherches et la technique s'est développée jusqu'à ce que d'autres animaux soient clonés.
Gurdon nous a appris qu'un noyau mature et spécialisé de cellules peut être ramené à un état pluripotent immature. Cependant, il devait retirer le noyau de la cellule avec une pipette et le placer dans une autre cellule. Qu'en est-il de la transformation d'une cellule mature en une cellule souche pluripotente sans que cela se produise - ramenant une cellule mature intacte dans une cellule souche pluripotente?

Une rue à double sens - ramener une cellule mature intacte dans un état de cellule souche

Quarante ans plus tard, Shinya Yamanaka a répondu à cette question par une percée scientifique. Il a expérimenté des cellules souches embryonnaires - ce sont des cellules souches pluripotentes qui ont été isolées de l'embryon et cultivées en laboratoire. Martin Evans (Prix Nobel 2007) a initialement isolé de telles cellules souches de souris.
Yamanaka a cherché à identifier quels gènes les gardaient dans un état immature. Il a réussi à identifier plusieurs de ces gènes et a ensuite testé pour voir si l'un d'entre eux pouvait reprogrammer des cellules matures spécialisées afin qu'elles puissent se transformer en cellules souches pluripotentes.
Yamanaka et ses collègues ont présenté les gènes qu'il avait identifiés dans différentes combinaisons dans des cellules matures du tissu conjonctif (fibroblastes) et les ont observés au microscope. Finalement, ils ont trouvé une combinaison qui a fonctionné. Ils ont été surpris de la simplicité de la "recette". Ils ont introduit quatre gènes ensemble et ont réussi à reprogrammer leurs fibroblastes en cellules souches pluripotentes immatures.
Ces cellules souches pluripotentes sont appelées cellules iPs (cellules souches pluripotentes induites). Les cellules iPS résultantes de Yamanaka pourraient se développer en cellules intestinales, en fibroblastes et en cellules nerveuses. Un fibroblaste est une sorte de cellule présente dans le tissu conjonctif qui produit du collagène et d'autres protéines qui se trouvent entre les cellules.
Nobelprize.org a écrit:

"La découverte que des cellules intactes et matures pourraient être reprogrammées en cellules souches pluripotentes a été publiée en 2006 et a immédiatement été considérée comme une avancée majeure."

Leurs découvertes ont conduit à des progrès remarquables dans de nombreux domaines de la médecine

Les découvertes de Gurdon et de Yamanaka ont démontré que des cellules matures et spécialisées peuvent être inversées; l'horloge de développement peut être inversée dans certaines circonstances. Bien que le génome d'une cellule change légèrement au fur et à mesure de son développement, ces modifications sont réversibles. Grâce à Gurdon et Yamanaka, "nous avons obtenu une nouvelle vision du développement des cellules et des organismes".

Aujourd'hui, nous pouvons obtenir des cellules de peau de patients atteints de certaines maladies, les reprogrammer et les observer en laboratoire pour voir à quel point elles sont différentes des cellules obtenues chez des personnes en bonne santé. En étudiant ces cellules, les chercheurs acquièrent une connaissance considérable des mécanismes des maladies, ce qui peut éventuellement mener au développement de nouveaux traitements.

Sir John B. Gurdon

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• Sir John B. Gurdon, biologiste du développement.
• Né en 1933 à Dippenhall, Surrey, Angleterre.
• A fait ses études secondaires au Eton College, en Angleterre.
• A étudié les classiques à Christ Church, Oxford. Il a opté pour la zoologie. Il a étudié la transplantation nucléaire dans la grenouille Xenpus avec Michael Fischberg à Oxford.
• Devenu boursier postdoctoral à Caltech (California Institute of Technology).
• A travaillé au département de zoologie de l'université d'Oxford
• Devient professeur de biologie cellulaire et maître du Magdalene College à l'Université de Cambridge.
• En 1989, il devint membre fondateur de l’Institut Wellcome / CRC pour la biologie cellulaire et le cancer (qui deviendra plus tard Wellcome / CR UK) à Cambridge.
• Devient membre du Nuffield Council on Bioethics et maître du Magdalene College Cambridge.

Gurdon est devenu membre de la Royal Society en 1971. Il a été fait chevalier (devenu "Sir") en 1995. L’Institut Wellcome Trust / Cancer Research UK pour la biologie cellulaire et le cancer a été rebaptisé Gurdon Institute.
Il a reçu plusieurs prix, médailles et diplômes honorifiques. En 2009, il a reçu le prix Albert Lasker Basic Medical Research.
"Vous ne deviendrez jamais biologiste", a déclaré son professeur
Gurdon a mentionné un jour un rapport scolaire à l'âge de 15 ans dans lequel son professeur a déclaré que ce serait une perte de temps totale pour lui de poursuivre une carrière en biologie. "Toute cette idée devrait être immédiatement découragée", a écrit le professeur.
Gurdon dit qu'il garde les rapports au dessus de son bureau pour son propre amusement. Apparemment, sa mère a remarqué l'amour de la biologie et l'a encouragé. Dans une interview il y a plusieurs années, Gurdon a déclaré que, lorsqu'il était enfant, il cultivait des milliers de chenilles pour fabriquer des papillons de nuit, ce que son professeur trouvait très ennuyant.
Son professeur a également écrit dans son rapport scolaire:

"Je pense que Gurdon a des idées pour devenir un scientifique; à son avis, cela est tout à fait ridicule; s’il ne peut pas apprendre de simples faits biologiques, il n’aura aucune chance de faire le travail d’un spécialiste. temps, tant de sa part que de ceux qui devraient l’enseigner. "

Gurdon a déclaré: "Mais j'ai eu une fascination pour ces choses et je pense que c'est vraiment elle qui m'a particulièrement permis de passer de mon éducation, qui était complètement non scientifique, à une direction scientifique."
Quand il a terminé ses études, son père lui a conseillé de poursuivre une carrière dans la banque ou dans l'armée. Son médecin, qui avait diagnostiqué un léger rhume comme une bronchite, a mis fin à ses chances de rejoindre l'armée. Gurdon plus tard, lorsqu'on lui a demandé de ne pas pouvoir rejoindre l'armée, a déclaré: "Dieu merci!"
Publication clé
Gurdon, J.B. (1962).
"La capacité de développement des noyaux prélevés dans les cellules de l'épithélium intestinal des têtards d'alimentation"
Journal of Embryology and Experimental Morphology 10:622-640.

Shinya Yamanaka

^{Photo: Creative Commons Attr. 2.0 Licence générique}

• Shinya Yamanaka, médecin japonais et chercheuse spécialisée dans les cellules souches adultes.
• Né en 1962 à Higashiosaka, au Japon.
• A étudié la médecine et est devenu médecin à l'université de Koke.
• Obtenu son doctorat à la Osaka City University Graduate School.
• A fait sa résidence en chirurgie orthopédique à l'hôpital national d'Osaka.
• A reçu une bourse postdoctorale au Gladstone Institute of Cardiovascular Disease, à San Francisco.
• Il est actuellement directeur et professeur au Centre de recherche sur les cellules iPS et d'application à l'Université de Kyoto. Il est également affilié à l'Institut Gladstone

Prix

• Prix ??scientifique Osaka 2007, Prix Inoue pour la science, Prix Asahi, Prix Meyenburg pour la recherche sur le cancer
• Prix ??Yamazaki-Teiichi 2008 en sciences biologiques et technologie, Prix Robert Koch, Médailles d'honneur (Japon) (Médaille avec ruban violet), Prix Shaw en sciences de la vie et médecine, Prix commémoratif Sankyo Takamine
• Prix ??Lewis S. Rosenstiel 2009 pour un travail distingué en recherche médicale de base, Prix international de la Fondation Gairdner, Prix Albert Lasker pour la recherche médicale de base, Prix de la Marche des dix sous en biologie du développement
• Prix ??de Kyoto 2010 en biotechnologie et technologie médicale, Prix Balzan en biologie, Personne du mérite culturel, Prix Frontières de la connaissance de la Fondation BBVA en biomédecine, Prix du Centre médical Albany en biomédecine
• Prix ??Wolf 2011 en médecine, Prix international King Faisal, Prix McEwen pour l'innovation, Prix du millénaire pour la technologie, Membre de l'Académie nationale des sciences, Prix Nobel de physiologie ou de médecine

Publication clé
Takahashi, K., Yamanaka, S. (2006).
"Induction de cellules souches pluripotentes à partir de cultures de fibroblastes adultes et embryonnaires de souris par des facteurs définis"
Cellule 126:663-676.
Ecrit par Christian Nordqvist
Date originale de l'article: 8 octobre 2012. Article mis à jour: 10 octobre 2012.