La totipotentialité ou la totipotence est la capacité, la capacité et le potentiel de chaque cellule embryonnaire à produire le nombre total de cellules d'un individu. Le terme dérive du mot latin totipotentia, ce qui signifie la capacité pour toutes choses et / ou la capacité de devenir ou de donner naissance à un organisme complet.
Les cellules totipotentes les mieux définies ou étudiées sont le zygote et les spores. Certains auteurs utilisent le terme cellules souches et cellules totipotentes comme synonyme, mais il n'y a néanmoins pas de consensus sur cet aspect.
Les cellules souches, selon certains auteurs, sont des groupes de cellules indifférenciées qui peuvent devenir différents groupes ou types de cellules spécialisées. Ils peuvent être unipotents, multipotents et également totipotents. Seuls ces derniers sont capables de donner naissance à un individu complet.
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Le père de la totipotentialité est le biologiste et philosophe allemand Hans Adolf Eduard Driesch. Ce scientifique a révolutionné la compréhension de l'embryologie grâce à ses expériences avec les oursins.
En 1891, Driesch a mené des expériences avec des embryons à deux cellules (deux cellules) de l'oursin. Echinus microtuberculatus (actuellement connu sous le nom de Psammechinus microtuberculatus) contester les hypothèses acceptées de l'époque sur le développement embryonnaire.
Leurs résultats ont montré que les cellules d'un embryon précoce (zygote) lorsqu'elles sont séparées, mécaniquement ou naturellement, pouvaient continuer à se développer jusqu'à ce qu'elles forment des larves normales, concluant que ces cellules sont totipotentes dans leurs premiers stades de développement..
Cela contrastait avec les résultats de Wilhelm Roux (pionnier de l'embryologie expérimentale), qui avait travaillé avec des œufs de grenouille à deux cellules. Roux a découvert que tuer l'une des deux cellules développait des embryons mal formés, concluant que les cellules embryonnaires avaient des destinations prédéterminées.
Plus tard en 1910, le chimiste, zoologiste et physiologiste américain Jesse Francis McClendon vérifiera que les résultats de Driesch pouvaient être reproduits chez des grenouilles, des poulets, d'autres hérissons et même des mammifères..
La totipotentialité est caractérisée par le potentiel de certaines cellules à donner naissance à un individu complet. Ceux-ci sont capables de devenir n'importe quel type de cellule dans le corps et également dans d'autres tissus extra-embryonnaires.
Les cellules totipotentes sont formées dans des organismes de reproduction à la fois sexuée et asexuée, ce sont des zygotes ou des spores. Ils peuvent être un zygote dans la graine d'un phanérogame (plante), dans un œuf de n'importe quel animal, ou dans l'utérus d'un mammifère (comme les humains, les éléphants ou les souris).
Ce potentiel a dans la plupart des cas une courte période d'existence au cours du développement. Dans le corps humain, ils ont un temps limité, environ 4 jours après la fécondation. Dans d'autres organismes tels que les plantes, les éponges marines, les vers annélides, les étoiles de mer et les souris, ils ont une durée différente.
Chez les plantes et champignons qui se reproduisent par spores, on dit que ces cellules qui n'ont pas besoin de fécondation sont du type totipotent, puisque le zygote de ces organismes a la capacité de produire tous les types de cellules nécessaires au développement d'un individu complet..
De nombreuses études sur le développement, la croissance et la culture tissulaire chez les plantes ont montré à plusieurs reprises que de nombreuses cellules végétales sont totipotentes. Un exemple en est la culture de petits tissus ou de coupes de tige qui, lorsqu'elles sont placées dans des milieux de croissance, sont capables de donner naissance ou de régénérer un individu complètement nouveau..
Comme déjà mentionné précédemment, la première étude qui a démontré l'existence de cellules embryonnaires totipotentes a été réalisée avec des oursins (échinodermes). Depuis, de nombreuses études ont été menées pour reproduire l'expérience de Driesch et dans chacune d'elles le résultat est le même (l'existence de la totipotentialité).
Un autre cas chez les échinodermes, mais cette fois avec les étoiles de mer et les étoiles de mer, est la capacité de certaines espèces de celles-ci à régénérer un organisme complet à partir d'une section ou d'une partie d'un bras (sans parties du disque central). Cette capacité de régénération est due à la présence de cellules souches totipotentes adultes.
Des études tissulaires sur des porifères (éponges) révèlent que ces organismes primitifs ont un grand nombre de cellules totipotentes. Cela leur permet de produire ou d'obtenir tout type de cellule dont ils ont besoin et parfois aussi de pouvoir régénérer un organisme complet à partir d'une petite partie du corps..
Chez les vertébrés, les études de totipotentialité sont décrites dans le développement embryonnaire; c'est-à-dire que les cellules embryonnaires de vertébrés tels que les poissons, les reptiles, les oiseaux et les mammifères ont un comportement totipotent similaire à celui des hérissons de Driesch..
Quel que soit le type de reproduction (fertilisation croisée, autofécondation et aussi parthénogenèse) les cellules présentes entre le zygote et la morula (premières segmentations du zygote) ont la capacité de produire tous les types de cellules et de les organiser en un bauplan (un organisme complet).
Une grande partie de la communauté scientifique classe les cellules totipotentes selon leur origine et leur potentiel. Selon leur origine, ils sont classés en embryonnaires, fœtaux et adultes, tandis qu'en fonction de leur potentiel, ils sont classés dans les groupes suivants.
Celles qui donnent naissance à un individu complet.
Ils peuvent former des cellules qui donneront naissance à n'importe quelle lignée embryonnaire, mais ils ne donnent pas naissance à un organisme complet.
Celles qui ne peuvent donner naissance qu'à des cellules de la même lignée ou couche embryonnaire.
Cellules spécialisées qui ont la capacité de se différencier en un seul type de cellule.
Des études avec des cellules totipotentes (au sens large de la classification selon leur potentiel) nous permettent de les voir comme un remède possible pour de nombreuses maladies, la régénération tissulaire, les thérapies cellulaires et même des sources potentielles de clonage de plantes, d'animaux et de l'être humain. lui-même.qui a fait l'objet de nombreux débats éthiques.
Les études sur les maladies congénitales et le cancer sont abordées par des scientifiques experts en cellules totipotentes, en raison du développement et de la multiplication cellulaire présents dans certaines de ces maladies.
L'analyse et les études des premières divisions zygotiques (des cellules totipotentes) ont apporté de nombreuses connaissances sur l'activation et l'inactivation des gènes ainsi que sur l'implication des protéines qui rendent ce processus possible..
D'autres avancées scientifiques liées à l'étude des premières divisions embryonnaires ou zygotiques sont des malformations et / ou des anomalies congénitales causées par des divisions et différenciations cellulaires précoces anormales..
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