Cellules souches de cordon ombilical: applications actuelles et défis futurs

Alors que par le passé le sang de cordon ombilical était jeté, il est désormais connu pour être une source utile de cellules souches de sang. En effet, le sang de cordon est utilisé depuis 1989 pour traiter les enfants atteints de certaines maladies du sang et la recherche progresse quant à son utilisation pour traiter des adultes. Quels sont les défis actuels de la recherche sur le sang de cordon? Comment pourrait-on l'utiliser maintenant et dans le futur?

Le sang de cordon est contenu dans le cordon ombilical et le placenta d’un nouveau-né. Il peut être facilement prélevé et congelé pour une utilisation ultérieure.

Le sang de cordon contient des cellules souches (hématopoïétiques) sanguines, qui sont capables de produire toutes les autres cellules trouvées dans le sang, y compris les cellules du système immunitaire.

Les greffes de cellules souches hématopoïétiques (CSH) de sang de cordon peuvent être utilisées pour traiter plusieurs maladies du sang, comme la leucémie.

Comparées aux CSH de donneurs de moelle osseuse, les CSH de sang de cordon greffées semblent provoquer moins d’incompatibilités du système immunitaire, telle que la réaction du greffon contre l’hôte.

L’une des limites du sang de cordon est sa moindre teneur en CSH qu’un don de moelle osseuse, ce qui signifie que les patients adultes ont souvent besoin de deux volumes de sang de cordon pour un traitement.

Les chercheurs explorent les moyens d’augmenter en laboratoire le nombre de CSH de sang de cordon, de sorte qu’un seul don pourrait fournir une quantité suffisante de cellules pour une ou plusieurs greffes de CSH.

Quelques études controversées suggèrent que le sang de cordon pourrait aider à traiter d’autres pathologies que celles du sang, mais il est fréquent que ces résultats ne puissent être reproduits. Les chercheurs étudient activement la possibilité d’utiliser le sang de cordon pour traiter diverses autres maladies.

Rectifier les informations erronées est un défi majeur auxquels sont confrontés de nombreux domaines de la recherche médicale et des traitements. Certaines compagnies font de la publicité auprès des parents pour qu’ils paient pour congeler le sang de cordon de leur enfant dans une banque du sang en cas de besoin ultérieur. Des études montrent qu’il est hautement improbable que le sang de cordon soit jamais utilisé pour leur enfant. Néanmoins, les cliniciens en encouragent fortement le don dans des banques de sang publiques. Ceci contribue à augmenter grandement l’offre de sang de cordon aux personnes qui en ont besoin.

Umbilical cord

Apres la naissance d'un enfant, le sang de cordon, contenu dans le cordon ombilical et le placenta, est relativement facile à collecter, et cela sans aucun risque pour la mère ou l'enfant.  Il contient des cellules souches hématopoïétiques (de sang), des cellules normalement localisées dans la moelle osseuse. 

Les cellules souches hématopoïétiques (HSCs) sont capables de produire tous les types de cellules du sang: les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Ces cellules souches sont responsables du maintien de la production de cellules de sang durant toute notre vie. Elles sont utilisées depuis des années dans les transplantations de moelle osseuse pour le traitement des maladies du sang. 

Plusieurs études ont suggéré que le sang de cordon pourrait contenir d'autres types de cellules souches qui pourraient produire des cellules du système nerveux par exemple. Cependant, ces résultats sont très controversés au sein de la communauté scientifique et ne sont pas communément acceptés.

Le sang de cordon est utilisé pour traiter les enfants atteints de cancers du sang (leucémies), ou de maladies génétiques du sang (anémie de Fanconi). Le sang de cordon est transfusé au patient, où les cellules souches hématopoïétiques peuvent fabriquer de nouvelles cellules de sang saines; remplaçant ainsi celles endommagées par la maladie ou par un traitement médical tel que la chimiothérapie contre le cancer.

De cette manière, le sang de cordon est une bonne alternative aux transplantations de moelle osseuse pour certains patients. Le sang de cordon est aussi plus simple à collecter que la moelle osseuse et peut être facilement congelé. Egalement, il est moins probable que le sang de cordon cause un rejet immunitaire ou une complication du type maladie du greffon contre l'hôte. Cela signifie que, contrairement à la moelle osseuse, le sang de cordon n'a pas besoin d'être parfaitement compatible avec le patient

Cependant, les transplantations de sang de cordon n'ont pas que des avantages. En dépit de certains succès, les traitements pour adultes avec le sang de cordon ont certaines complications. Pour l'instant, le sang de cordon ne peut être utilisé que pour les maladies du sang car aucun traitement basé sur les cellules souches hématopoïétiques, qu'elles soient de sang de cordon ou de moelle osseuse, n'a encore pu être développé pour des maladies non liées au sang.

Une autre limitation majeure de la transplantation de sang de cordon est que le sang obtenu à partir d'un cordon ombilical contient beaucoup moins de cellules souches hématopoïétiques que la moelle osseuse obtenue par donation. Les chercheurs pensent qu'il s'agit là de la raison principale pour laquelle la transplantation de sang de cordon chez l'adulte a si peu de succès: les adultes sont plus grands et ont donc besoin de plus de cellules souches hématopoïétiques que les enfants. Une transplantation contenant trop peu de cellules souches hématopoïétiques a plus de chances d'échouer ou prends trop de temps pour commencer à produire suffisamment de sang les jours suivant la transplantation. 
Cette complication peut être partiellement surmontée par la transplantation de sang provenant de 2 cordons chez les patients adultes ou au delà d'un certain poids. Certains chercheurs ont également essayé d'isoler plus de cellules souches en collectant du sang du placenta en plus de celui du cordon. Cependant, aucune de ces solutions n'est entièrement satisfaisante.

La recherche actuelle se concentre sur la possibilité d'augmenter le nombre de cellules souches hématopoïétiques obtenues à partir d'un seul cordon en cultivant et multipliant ces cellules en laboratoire; une technique appelée "expansion cellulaire ex vivo". Un certain nombre d'essais cliniques basés sur cette technique sont en cours mais les résultats de ces études sont mitigés: bien que certains résultats suggèrent que l'expansion ex vivo réduit le temps nécessaire à ces cellules pour former du sang nouveau après la transplantation, les patients adultes ont toujours besoin de sang provenant de 2 cordons. Plus d'études sont nécessaires pour comprendre si il y a des avantages réels pour le patient et cette pratique doit encore être approuvée avant tout usage routinier en clinique.

Plusieurs équipes de recherche ont publié des études chez l'animal dans lesquelles il est suggéré que le sang de cordon puisse réparer des tissus autres que le sang, dans des cas allant de l'attaque cardiaque à l'accident vasculaire cérébral.  Ces résultats sont très controversés car les chercheurs n'arrivent pas facilement à reproduire ces résultats et il n'est pas clair COMMENT le sang de cordon pourrait avoir de tels effets. Quand ils sont bénéfiques, ces effets pourraient être expliqués par le fait que les cellules de sang de cordons secrètent des substances qui aident le corps à réparer les tissus endommagés, et non pas par le fait que ces cellules deviennent des cellules nerveuses ou musculaires (cœur). 

Un essai clinique dans le lequel le sang de cordon fut utilisé pour le traitement du diabète type 1 chez l'enfant fut un échec. Egalement, des essais cliniques précoces utilisant le sang de cordon pour le traitement d'enfants avec des problèmes cérébraux (paralysie cérébrale ou traumatisme crânien) sont en cours.

Cependant, ces essais cliniques n'ont pas encore d'effets positifs avérés. La majorité des chercheurs pense que de plus amples recherches sont nécessaires pour comprendre le comportement de ces cellules de sang de cordon et pour évaluer si elles pourraient être utiles dans le développement de thérapies efficaces et sures contre certaines maladies non sanguines.

Les experts pensent que le sang de cordon ombilical est une source importante de cellules souches hématopoïétiques et que l'ampleur de leur potentiel pour traiter les maladies du sang reste à être découvert.

Dans le cas de maladies non sanguines, d'autres types de cellules souches, comme les cellules souches pluripotentes induites, pourraient se montrer plus appropriés. Cependant, davantage de recherche sera nécessaire pour répondre à ces questions.

Le sang du cordon ombilical est utile pour la recherche. Par exemple, les chercheurs étudient le potentiel des cellules souches hématopoïétiques (de sang) de cordon à donner d'autres cellules spécialisées telles que celles du système nerveux ou des cellules pancréatiques productrices d'insuline. Le sang de cordon ombilical utilisé dans la recherche provient de mères consentantes qui subissent des césariennes facultatives. Si l'hôpital où vous donnez naissance à votre enfant, est impliqué dans une telle recherche, et que vous avez le choix d’une Césarienne, vous serez peut-être solicitée à consentir à faire un don du sang de cordon de votre bébé.

Le sang de cordon peut également être donné altruistement pour l'usage clinique. Depuis 1989, des transplantations de sang de cordon ombilical ont été régulièrement utilisés pour traiter les enfants qui souffrent de leucémie, d’anémie et d'autres maladies du sang.

Le sang de cordon stocké dans les banques publiques est disponible pour les patients qui nécessitent des transplantations de cellules souches hématopoïétiques.

Le sang de cordon peut être stocké dans de banques de sang de cordon publiques ou privées (commerciales).

Par example, au Royaume-Uni, la Banque NHS récolte et stocke gratuitement le sang de cordon ombilical donné altruistement  depuis 1996. Dans les banques publiques comme celle-ci, le sang de cordon est stocké indéfiniment en vue d'une éventuelle transplantation et est disponible pour tout patient qui en a besoin. Il n'y a pas de frais pour le donateur, mais le produit n'est pas stocké spécifiquement pour cette personne ou pour sa famille.

Des compagnies dans toute l'Europe peuvent également assurer le stockage commercial de sang de cordon ombilical. Le sang de cordon d'un bébé est stocké au cas où celui-ci ou un membre de sa famille développe une maladie qui pourrait être traitée par une greffe de sang de cordon. En règle générale, les entreprises demandent une somme initiale pour la collecte et une somme annuelle pour le stockage du sang.
Les principaux arguments contre les banques commerciales concernent la très faible probabilité que le sang de cordon sera nécessaire un jour à l'enfant, un frère/une sœur ou un membre de la famille, l'existence de plusieurs alternatives à la greffe de sang de cordon et le manque de preuves scientifiques que le sang de cordon puisse être utilisé pour traiter des maladies non liées au sang (comme le diabète et la maladie de Parkinson). Dans certains cas, les patients ne peuvent pas recevoir leur propre sang de cordon, car les cellules contienent déjà les modifications génétiques qui prédisposent à la maladie.
 

Le sang de cordon ombilical est une source riche en cellules souches hématopoïétiques (de sang). Ces cellules sont capables de produire les différents types cellulaires sanguins: les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Les cellules souches hématopoïétiques, purifiées à partir de la moelle osseuse ou du sang, ont longtemps été utilisées dans les traitements contre la leucémie, d'autres troubles du sang et de la moelle osseuse, le cancer (lorsque la chimiothérapie est utilisée) et les déficits immunitaires.

Depuis 1989, des greffes de cellules souches hématopoïétiques provenant de sang de cordon ombilical ont été utilisées avec succès pour traiter des enfants atteints de leucémie, d'anémie et d'autres maladies du sang. Les scientifiques cherchent actuellement des moyens qui permettront d'augmenter le nombre de ces cellules souches obtenues à partir de sang de cordon, afin qu'elles puissent être utilisées régulièrement pour traiter aussi des adultes.

Au-delà de ces troubles sanguins, nous avons encore beaucoup à apprendre sur le potentiel thérapeutique des cellules souches du sang de cordon ombilical. Les scientifiques sont d'accord sur la nécessité d'essais cliniques. Par exemple, les Etats-Unis ont lancé un essai afin d'évaluer l'efficacité de traiter des enfants, ayant le diabète de type 1, avec des cellules souches obtenues à partir de leur propre sang de cordon ombilical stocké.

Il y a eu plusieurs rapports décrivant comment les cellules souches de sang de cordon ombilical sont capables de donner d'autres types cellulaires (telles que les cellules nerveuses). D'autres rapports prétendent que le sang du cordon ombilical contient une forme de cellules souches embryonnaires. L'une ou l'autre possibilité augmenterait considérablement le potentiel thérapeutique du sang de cordon ombilical. Cependant,  celles-ci doivent être confirmées indépendamment avant que les cellules souches du cordon ombilical puissent être utilisées pour traiter des maladies autres que celles du sang. 
 

The European Group for Blood and Marrow Transplantation

UK National Health Service cord blood bank

Umbilical Cord Blood Banking - an opinion paper by the Royal College of Obstetricians and Gynaecologists’ Scientific Advisory Committee (published June 2006)

Cette fiche-info a été rédigée par Rajeev Gupta et revue par Tariq Enver,  avec les conseils supplémentaires d'Alexander Medvinsky

Traduit en français par Christèle Gonneau.