La différenciation des cellules souches est un processus par lequel une cellule souche non spécialisée se développe en un type particulier de tissu, comme un globule rouge mature. Cela se produit à tous les stades de la vie, du tout début du développement embryonnaire à l’âge adulte, car le corps a besoin d’un apport constant de nouvelles cellules spécialisées pour fonctionner. Plusieurs facteurs sont impliqués dans la différenciation cellulaire, y compris les déclencheurs environnementaux et biologiques pour divers types de cellules.
Le nombre de différents types de cellules dans lesquelles une cellule souche peut mûrir est reflété par sa puissance. Une cellule totipotente peut se développer en n’importe quel type de cellule à maturité. De telles cellules se trouvent dans les premières phases du blastocyste du développement embryonnaire, lorsque chaque cellule doit être capable de donner naissance à une variété de cellules pour qu’un embryon se développe. Au fur et à mesure que le développement embryonnaire progresse, les cellules souches deviennent de nature pluripotente, avec la capacité de diverger en une variété de types cellulaires, mais pas tous.
Les cellules souches multipotentes peuvent se différencier en plusieurs types cellulaires apparentés. Par exemple, les cellules hématopoïétiques qui donnent naissance à différents types de cellules sanguines peuvent subir une différenciation des cellules souches pour se transformer en globules blancs ou rouges. Ils ne peuvent cependant pas se transformer en muqueuse gastrique ou en neurones. Les cellules multipotentes de cette nature sont couramment trouvées dans les organismes adultes pour fournir des cellules fraîches continuelles pour remplacer les cellules plus anciennes usées et endommagées.
Dans la différenciation des cellules souches, une cellule souche reçoit un signal pour commencer à mûrir. La cellule peut traverser plusieurs stades de vie avant de devenir une cellule mature. À tout moment, une erreur peut se produire et la cellule peut se déformer ou développer d’autres problèmes. Le système immunitaire reste attentif à ces cellules afin qu’il puisse intervenir pour les détruire et recycler leurs composants avant qu’elles n’aient la possibilité de se développer pleinement et de causer des problèmes. Le corps a constamment besoin de nouvelles cellules sanguines et cutanées, entre autres, et s’appuie sur la différenciation des cellules souches pour répondre à ce besoin.
Les chercheurs scientifiques s’intéressent particulièrement à la différenciation des cellules souches embryonnaires en raison de leurs propriétés totipotentes et pluripotentes. Ils étudient le développement embryonnaire pour en savoir plus sur la façon dont les cellules mûrissent et l’ordre dans lequel diverses structures apparaissent au fur et à mesure que l’embryon se développe. Cela peut fournir des informations importantes sur les malformations congénitales, ainsi que sur l’histoire biologique d’un organisme. De nombreux organismes présentent un développement embryonnaire parallèle jusqu’à un certain stade, où ils commencent à avoir l’air radicalement différents, tout comme des spécimens complètement matures de différentes espèces. Ces similitudes de développement peuvent faire allusion à l’histoire évolutive de divers organismes.