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Caractéristiques de diverses sources de cellules souches mésenchymateuses humaines et leur potentiel à s’engager dans un lignage squelettique

Porteur de projet  : F. Mallein-Gerin

Personnes impliquées dans le projet : J-C. Farges, E. Perrier-Groult, H. Fabre, M. Ducret


 L’intérêt de la thérapie cellulaire et de l’ingénierie tissulaire pour réparer le cartilage est grandissant et les chondrocytes articulaires autologues représentent pour l’instant la source la plus communément transplantée. Cependant, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) représentent une source alternative séduisante à condition de développer des protocoles efficaces conduisant à leur conversion chondrogénique et une production de matrice cartilagineuse satisfaisante. Les CSM peuvent être isolées de nombreux tissus, et sont déjà utilisées pour des inductions de différenciation diverses mais avec un degré d’efficacité variable, dépendant de leur origine et du lignage cellulaire recherché. Actuellement, la hiérarchie des CSM, en fonction de leur origine et à l’égard de leur potentiel de prolifération ou de différenciation, reste difficile à établir quand on considère les données publiées. La variabilité inter-donneurs, les techniques de culture différentes d’un laboratoire à l’autre ne rendent pas aisée l’identification des sous-populations qui pourraient représenter des précurseurs d’intérêt pour un lignage considéré.

Dans ce contexte, nous avons entrepris une analyse comparative par cytométrie de flux de CSM isolées de la gelée de Wharton, du tissu adipeux, de pulpe dentaire et de moelle osseuse, la référence « gold-standard » dans le domaine (figure 1). Un panel original de 27 marqueurs de surface a été sélectionné à partir de la littérature. Les différentes catégories de CSM ont été cultivées en milieu défini sans sérum, condition autorisant plus facilement une application clinique, les antigènes de surface ont été analysés à passages très précoces et leur temps de double precisionment a été évalué sur plusieurs passages.

Très vraisemblablement, c’est la combinatoire de certains marqueurs qui permettra d’identifier des sous-populations d’intérêt. Nous avons observé par exemple pour la première fois une combinaison de marquages CD271, CD56 et Stro-1, marqueurs proposés indépendamment pour leur caractère prédictif de prolifération, d’immunosuppression, ou de précurseurs squelettiques. Des différences significatives ont été enregistrées entre les différentes catégories de CSM. Ce type d’analyse préliminaire multiparamétrique va être poursuivie avec d’autres marqueurs, en la confrontant avec des conditions de culture en présence de sérum classiquement utilisées dans la littérature. Des sous-populations seront ensuite testées pour leur capacité de prolifération, leur engagement dans des lignages squelettiques et dans d’autres lignages, ainsi que pour leur qualité immunosuppressive.


Figure 1 : En haut, exemple de morphologies de CSM périnatales isolées de la gelée de Wharton, en comparaison avec des fibroblastes et des chondrocytes articulaires. En bas, exemple de marqueurs de surface exprimés de façon différentielle par les trois catégories de cellules (analyse par cytométrie de flux).


Sélection de publications  :

Ducret M., Fabre H., Farges J.-C., Degoul O., Atzeni G., McGuckin C., Forraz N., Malleing-Gerin F., Perrier-Groult E.
Production of human dental pulp cells with a medicinal manufacturing approach. J. Endod. 2015 ; 41(9):1492-9 doi : 10.1016/j.joen.2015.05.017

Demoor M, Ollitrault D, Gomez-Leduc T, Bouyoucef M, Hervieu M, Fabre H, Lafont J, Denoix JM, Audigié F, Mallein-Gerin F, Legendre F, Galera P. (2014). Cartilage tissue engineering : molecular control of chondrocyte differentiation for proper cartilage matrix reconstruction Biochim Biophys Acta. (general subjects) S0304-4165(14)00091-9


Collaborations  :

O. Damour, Laboratoire des Substituts Cutanés et Banque de Tissus et de Cellules, Hôpital Edouard Herriot, Lyon

N. Forraz et C. McGuckin, CTI-BIOTECH, Lyon