Cours 1 - Cellules souches - Karl Fenandes Flashcards
1
Q
Quelle est la particularité des traumatic injuries?
A
Maladies neurodégénératives qui touchent toutes les parties du cerveau et la moelle épinière.
2
Q
Que retrouve-t-on dans les traumatic injuries?
A
- Stroke
- Spinal cord injury
3
Q
Quelle est la question principale que les chercheurs se pose?
A
Comment pouvons-nous remplacer les cellules et les fonctions qui sont perdues dans le cadre de maladies neurodégénératives?
4
Q
Quelle est la question de ce cours?
A
Savoir comment pouvons-nous utiliser les stem cells pour comprendre et traiter ces conditions?
5
Q
Une cellule souche est …
A
Cellule primitive (non spécialisée) pouvant se diviser indéfiniment et se développer en plus d’un type de cellule spécialisée (différenciée).
6
Q
Vrai ou Faux: Une cellule souche est nécessaire seulement pour développer notre corps.
A
Faux, elle est nécessaire aussi pour maintenir les tissus formés.
7
Q
Par quel processus permet aux cellules souches d’apparaître?
A
Lors de la fécondation, il y a un mix de l’ADN du père et de la mère.
8
Q
On retrouve des cellules souches embryonnaires au niveau du ?
A
Blastocyte
9
Q
Blastocyte contient combien de cellules?
A
Entre 100 et 200 cellules
10
Q
Qu’est-ce que le ICM?
A
Inner cell mass. On le retrouve à l’intérieur du blastocyte et il contient des ES cells.
11
Q
Vrai ou Faux : Les ES cells sont pluripotentes.
A
Vrai.
12
Q
Pluripotent = ?
A
Chaque cellule peut produire n’importe quel type de cellules.
13
Q
Quelles sont les particularités des ES cells?
A
- Ces cellules sont transitoires durant le développement : elles peuvent se diviser et devenir n’importe quel type de cellule du corps.
- Si on prend une ES du blastocyte et on la met en culture in vitro sous les bonnes conditions, on peut générer une culture qui va continuer à se diviser pendant longtemps.
- Si on altère les conditions in vitro, ES cells vont se divise en n’importe quel type cellulaire du corps.
14
Q
Quelles sont les 2 propriétés fondamentales des ES cells qui se rapportent à leur auto-renouvellement à long terme?
A
- ES cells ne sont pas spécialisées (elles ne possèdent aucune structure spécifique aux tissus leur permettant d’exercer des fonctions spécialisées)
- Les cellules souches peuvent donner naissance à des cellules spécialisées (lorsque des cellules souches non spécialisées donnent naissance à des cellules spécialisées, le processus est appelé différenciation)
15
Q
Qu’est-ce qui peut être considéré comme une restriction progressive du potentiel des cellules souches?
A
Le développement des tissus matures
16
Q
Vrai ou Faux: Les cellules ES génèrent des cellules souches spécifiques des tissus.
A
Vrai.
17
Q
Que se passe-t-il avec la pluripotence lorsque les ES cells se spécialisent en différents tissus?
A
Elle tend à disparaître, car on passe de cellules souches embryonnaires pluripotentes à des cellules souches adultes tissu-spécifique.
18
Q
Vrai ou Faux : Les cellules souches tissu-spécifique persistent le long de la vie.
A
Vrai.
19
Q
Vrai ou Faux : Les cellules souches tissu-spécifique sont pluripotentes.
A
Faux, elles sont seulement dans le type cellulaire choisi.
20
Q
Nomme-moi des exemples de cellules souches tissu-spécifique.
A
- Intestinal stem cells
- Blood stem cells
- Brain stem cells
- Skin stem cells
21
Q
Quel est le chemin prit par la ES cell pour arriver à une cellule adulte spécialisée?
A
- Embryonic stem cells (pluripotent) ;
- Elles prennent la décision de quel type cellulaire elles veulent devenir ;
- Tissue stem cells (multipotent) ;
- Restrictions qui arrivent pendant le développement ;
- Specialized adult cells
22
Q
Comment les cellules souches peuvent être utilisées pour la thérapie (2)?
Quelle option utilise-t-on habituellement?
A
2
- Sous forme de cellules souches pluripotentes
- Sous forme de cellules souches tissu-spécifique
23
Q
Quelles sont les 3 utilités des cellules souches pluripotentes en thérapie?
A
- Greffe de cellules
- Dépistage de drogues
- Modélisation de la maladie
24
Q
Quelles est l’utilité des cellules souches tissu-spécifique en thérapie?
A
Auto-réparation des tissus
25
Où sont présentes les cellules souches tissu-spécifique?
Dans les tissus matures
26
Sous quelle condition les ES cells peuvent proliférer indéfinitivement in vitro?
Sur un milieu de culture contenant une couche d'alimentation avec des fibroblastes qui produisent tout type de molécules non-définies.
Condition d'auto-renouvellement.
27
Comment fait-on pour passer à des ES cells capable d'auto-renouvellement à des ES cells différenciées?
Si on enlève la couche d'alimentation et qu'on met ensemble les cellules de la couche d'alimentation, on altère ainsi les conditions de culture et on commence à voir les ES se différencier.
28
Vrai ou Faux: Les cellules ES sont des cellules souches pluripotentes naturelles.
Vrai.
29
Quelles sont les 2 autres voies pour générer les nouvelles cellules neurales?
1. Reprogrammation vers la pluripotence (Dédifférenciation)
| 2. Reprogrammation directe (transdifférenciation)
30
Qu'est-ce que la reprogrammation vers la pluripotence?
On prend une cellule différenciée comme une cellule de peau et on la reprogramme pour redevenir une cellule pluripotente.
31
Qu'est-ce que la reprogrammation directe?
On prend une cellule différenciée et on la reprogramme pour devenir un autre type de cellule différenciée.
32
Vrai ou Faux: La transdifférenciation s'oppose à la dédifférenciation.
Vrai.
33
Quelles sont les 2 façons de créer des cellules pluripotentes?
1. Somatic cell nuclear transfert
| 2. Fusion
34
Qu'est-ce que le somatic cell nuclear transfert?
Cellule différenciée avec un œuf non fertilisé, on prend son ADN et on transfère le noyau de la cellule différenciée dans l’œuf sans noyau = DNA d'une cellule mature avec le cytoplasme d'une cellule primitive = cellule pluripotente
Cela veut dire que les facteurs dans le cytoplasme de l'oeuf reprogramment l'ADN à un stage développemental plus jeune.
35
Qu'est-ce que la fusion?
On prend une cellule différenciée et on la fusionne avec une ES cell et on obtient une cellule pluripotente mais contient les 2 ADN des 2 cellules (différenciée et ES).
36
Qu'a-t-on dit à propos de l'article « Transplantation of living nuclei from blastula ells into enucleated frogs eggs » ?
Le transfert nucléaire a révélé:
1. Le cytoplasme de l'ovocyte peut reprogrammer les noyaux de cellules plus différenciées à un état plus primitif ;
2. Les cellules deviennent plus difficiles à reprogrammer les personnes âgées.
37
Qu'a-t-on dit à propos de l'article « Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line » ?
1. Les noyaux de cellules de mouton embryonnaires en culture ont été transférés dans des ovocytes de mouton énucléés ;
2. Production de clones mammaliens vivants.
38
Qu'a-t-on dit à propos de l'article « Viable offspring derived from fetal and adult mammalian cells » ?
1 naissance réussie après 434 transferts nucléaires = Dolly
Preuve du principe selon lequel les cellules de mammifères adultes PEUVENT être reprogrammées en un état pluripotent par transfert nucléaire, mais avec une faible efficacité.
39
Vrai ou Faux: Il est possible de générer des ES cells chez l'humain, mais avec une très faible efficacité.
Vrai.
40
Quelle conclusion tire-t-on des expériences faites avec le transfert nucléaire?
Sous les bonnes conditions, des cellules adultes mammaliennes peuvent être reprogrammées, à une efficacité très faible, vers un stade primitif ES-like.
41
Quel est le problème avec le transfert nucléaire?
Quelle serait la solution?
Nécessite l'utilisation de ES cells en raison que cette voie nécessite un oeuf non fertilisé.
Utilisation de iPS cells.
42
iPSCs = ?
Inductible Pluripotent Stem Cells
43
Quelle est la particularité de la découverte des iPSCs?
Découverte très surprenante puisque Yamanaka était sûrement un des seuls au monde à croire que l'habileté du cytoplasme d'un oeuf pour reprogrammer la maturité à un stade jeune et qu'il pourrait seulement identifier quelques facteurs qui seraient capable de faire cela.
44
Quelles sont les 3 hypothèses qui ont mené au développement des iPSCs?
1. SCNT
2. Master transcription factors
3. Methods for culturing ES cells
45
Quels sont les 3 tests de pluripotence utilisés dans l'article « Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors » ?
Lequel est le test ultime de pluripotence?
1. Teratoma formation
2. In vitro differenciation
3. Embryo formation
#3
46
Tératome = ?
ES cell avec une tumeur (type de tumeur formée par les cellules pluripotentes).
47
Quelles sont les 2 manières de former un embryon avec des iPS cells?
1. Agrégation chimérique de blastocystes iPS
| 2. Agrégation tétraploïde
48
En quoi consiste l'agrégation chimérique de blastocystes iPS?
1. They generate iPS cells;
2. They injected these cells into a blastocyte which already contains
his ES cells;
3. Those cells will mix and some of them will give rise to some tissus;
4. We end up with a chimera = cells that expressed green fluorescent proteins, so we end up with tissus that are expressing green fluorescent proteins.
49
En quoi consiste l'agrégation tétraploïde?
1. They take a blastocyte, remove the ES cells in the blastocyte;
2. They transplante it in your iPS cells and mix it together with ES cells that have twice as much DNA;
3. They transplante the blastocyst to pseudopregnant mother;
4. 100% contribution in offspring of pluripotent cells.
50
Quel est le gros problème pour tester le test #3 de pluripotence avec les iPS cells?
On doit former un embryon à partir de iPS cells = controversé.
51
c-Myc expression = ?
Gène le plus régulé dans les cancers.
52
Que montre l'article « Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors » ?
Les cellules de la peau humaines adultes peuvent également être reprogrammées en utilisant ces mêmes 4 facteurs.
53
Que montre l'article « Generation of induced pluripotent stem ells without Myc from mouse and human fibroblasts » ?
Les cellules IPS peuvent être générées sans Myc, éliminant la formation de tumeurs.
54
Que montre l'article « Oct4-induced pluripotency in adult neural stem cells » ?
1. Un facteur parmi les 4 est suffisant pour reprogrammer les cellules souches neurales adultes en cellules iPS;
2. Les cellules souches tissu-spécifique requièrent peu de facteurs pour être reprogrammées en cellules iPS;
3. Les iPSC peuvent être générées sans intégration chromosomique de vecteurs.
55
Vrai ou Faux: Les cellules iPS ont maintenant été générées à partir de divers tissus somatiques.
Vrai.
56
Comment fonctionne la reprogrammation dans un
| état pluripotent?
Ça semble prendre entre 14 et 21 jours à une cellule pour être reprogrammée.
1. Si on exprime les 4 facteurs moins de 7 jours et on stop leur expression = cell goes back to what they were originally ;
2. Si on exprime les 4 facteurs entre 1 et 2 semaines et on stop leur expression = they don't go back to what they originally were,
but they will go back to an related cell type or normal cell type (not like a cancer type cell) ;
3. Si on maintient l'expression des 4 facteurs pour au moins 2 semaines, the cells will go on and generate an iPS cell.
57
Myc = ?
- Proto-oncogène avec jusqu'à 25 000 sites de liaison dans le génome humain;
- Aide à ouvrir l'ADN pour le mettre accessible pour les facteurs de transcription;
- Très exprimé dans les cancers.
58
Klf4 = ?
- Facteur de transcription associé à la tumeur qui supprime l'apoptose et la sénescence;
- Si une cellule commence à ouvrir son ADN à un moment inapproprié, Klf4 prévient la mort de la cellule.
59
Oct 3/4 et Sox2 = ?
- Facteurs de transcription embryonnaires précoces favorisant un état indifférencié et pluripotent;
- Promouvoit l'expression des gènes précoces.
60
Comment similaire sont les iPSCs et les ES cells?
1. Au début, les 2 étaient considérés très différents.
2. Avec plusieurs cultures, de plus en plus ils ont vu que les cultures étaient similaires.
3. Les bonnes lignes que tu obtiens des cellules iPS semblent être identiques aux bonnes lignes que tu obtiens des cellules souches embryonnaires.
61
Quel est le type de plus utilisé de cellule pour produire des cellules iPS?
Fibroblastes de peau.
62
Quelle est la technique la plus adaptée pour les maladies associées au développement?
Pourquoi?
Transdifférenciation.
Tu ne perds pas la méthylation donc tu ne retournes pas au stade ES.
63
Transplantation = ?
Remplacement cellulaire.
1. Fibroblastes de la peau du patient
2. Biopsie de la peau
3. Cellules iPS spécifiques au patient
4. Utilisation du ciblage génique pour réparer une mutation causant une maladie = Réparation des cellules iPS
5. In vitro différenciation = Cellules saines
6. Transplantation des cellules saines génétiquement appariées chez le patient
64
Développement de médicaments, modélisation de la maladie = ?
1. Fibroblastes de la peau du patient
2. Biopsie de la peau
3. Cellules iPS spécifiques au patient
4. In vitro différenciation = type de cellule touchée
5. Dépistage de composés thérapeutiques = médicaments spécifiques à la maladie
6. Traitement du patient avec le médicament
65
Quelle est l'utilisation thérapeutique potentielle des cellules iPS la plus pratique : drug development, disease modelling ou transplantation?
Drug development, disease modelling, car substrats illimités des neurones qui sont atteints de la maladie et on peut les traiter avec différents médicaments et identifier le bon.
66
Des ... (1) peuvent être générées à partir de cellules adultes simplement en surexprimant un petit nombre de facteurs de transcription clés.
Cette avancée semble avoir rendu inutile ... (2) pour obtenir des cellules pluripotentes en vue de la modélisation de maladies, du criblage de médicaments ou de thérapies de remplacement cellulaire.
1. Cellules de type ES pluripotentes
| 2. L'utilisation d'embryons humains
67
Qu'est-ce qui est meilleur que produire une maladie en culture?
Produire un tissu ou organe atteint de la maladie en culture.
68
Vrai ou Faux: Les cellules souches construisent des tissus dans l'embryon en développement.
Vrai.
69
Quelle est l'utilité de la crypte?
Les nutriments sont absorbés et les hormones sont sécrétées via cette structure.
70
Vrai ou Faux: Les cellules souches sont présentes au niveau de la crypte.
Vrai.
71
Quelle est la voie des cellules souches de l'épithélium intestinal?
1. 4-6 cellules souches / crypte
2. Cellules d'amplification de transit (TA)
3. Plusieurs cellules endocrines différenciées
72
Quelle molécule est exprimée par les cellules souches intestinales?
Lgr5
73
Que font les auteurs de l'article « Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche » ?
Ils développent un système de culture pour garder les cryptes en vie pour générer des organoïdes à partir des souris adultes.
74
Quelles découvertes sont illustrées dans l'article « Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche » ?
1. Les cellules Lgr5-GFP-hi semblent produire de petits organoïdes intestinal-like;
2. Une cellule dérivée des organoïdes contient tous les types de cellule sécrétrice de l'épithélium intestinal;
3. Une cellule souche adulte peut générer un tissu, donc cette cellule souche intestinale tissu-spécifique peut produire des organoïdes intestinaux.
75
Vrai ou Faux: Le cortex de la souris et de l'homme est très similaire.
Faux, très différent.
76
Vrai ou Faux: Les cellules souches des humains prolifèrent plus que les autres espèces.
Vrai.
77
Que contient le outer SVZ?
La SVZ externe contient une « glie radiale externe », spécifique aux primates et responsable de l'expansion massive de notre cortex.
78
Quelle est la première étude qui a produit un mini brain (mini cortex)?
« Self-organization of axial polarity, inside-out layer pattern, and species-specific progenitor dynamics in human ES cell-derived neocortex »
79
Quelles découvertes retrouve-t-on dans l'article « Cerebral organoids model human brain development and microcephaly » ?
Chez le patient avec microcéphalie :
1. Moins de neurones et de prolifération;
2. Différenciation neuronale précoce;
3. Modification de l'orientation du fuseau, les cellules souches se différencient en neurones au lieu d'autres cellules souches en raison du changement du plan de division.
80
Dans le cortex, il y a ... (1) couches et dans celles-ci, on retrouve ... (2) et ... (3).
(1) 6
(2) Neurones glutamatergiques
(3) Neurones gabaergiques
81
Vrai ou Faux: Les neurones glutamatergiques sont produits par les cellules souches ventrales du cortex.
Faux, par les cellules souches dorsales du cortex.
82
Les neurones ... sont produits par les cellules souches ventrales du cortex.
Gabaergiques.
83
Vrai ou Faux: Par défaut, les corps embryonnaires deviennent dorsaux (hSC).
Vrai.
84
Quel exploit les auteurs de l'article « Assembly of functionally integrated human forebrain spheroids » ont fait?
1. À partir de leurs corps embryonnaires, ils ont développé une façon de leur spécifier de devenir ventraux pour se développer en hSS;
2. Ils ont généré des cellules iPS à partir de patients atteints du syndrome Timothy et ont montré que les interneurones sautaient plus, leur migration était significativement différente des WT = aide à comprendre les maladies développementales.
85
hSC = ?
Cortical spiroid
86
hSS = ?
Striatal spiroid
87
Qu'est-ce que les auteurs voulaient savoir dans l'article « Guided self-organization and cortical plate formation in human brain organoids » ?
Ils voulaient savoir ce qu'ils devaient fairer pour avoir de meilleures aires corticales.
88
Qu'est-ce que les auteurs voulaient savoir dans l'article « Self-organized cerebral organoids with human-specific features predict effective drugs to combat zika virus infection » ?
S'ils pouvaient utiliser les trouvailles pour essayer de développer des médicaments contre le virus zica.
89
Quels ont été les résultats des auteurs de l'article « Self-organized cerebral organoids with human-specific features predict effective drugs to combat zika virus infection » ?
1. L'infection par le virus zica cause la mort cellulaire corticale;
2. Les médicaments Duuramycin et Ivermectin réduisent l'infection et la mort cellulaire;
3. Les techniques utilisées ont beaucoup de variabilité dans les expériences et la qualité des organoïdes corticaux obtenus.
90
Quelles sont les différences entre l'organisation du cortex chez la souris et l'humain?
1. Le nombre de neurones générés;
| 2. Les cellules souches neuronales de la zone ventriculaire qui sont absentes chez la souris.
91
Quel est le problème quand on prend une cellule iPS humaine et on génère des organoïdes corticaux?
1. On n'obtient pas un cortex aussi massif comme celui de l'humain, mais une version plus petite qui récapitule les aspects spécifiques du cortex humain;
2. Il manque des types cellulaires: vaisseaux sanguins, cellules immunitaires, microglies, oligodendrocytes, cellules précurseurs, cellules endothélicales.
92
Quel est le but de l'article « An in vivo model of functional and vascularized human brain organoids » ?
Ce qui peut arriver si on prends des organoïdes et qu'on les transplante dans le système nerveux central.
93
Quels sont les résultats obtenus par les auteurs de l'article « An in vivo model of functional and vascularized human brain organoids » ?
1. Les organoïdes transplantés sont fonctionnellement intégrés et demeurent viables après plusieurs mois;
2. Avec le temps, on commence à voir des vaisseaux sanguins à travers les tissus, la migration des cellules immunitaires qui commencent à être intégrées dans le cerveau;
3. Premières expériences qui donnent une idée où les choses s'en vont dans ce domaine.
