Examiner la capacité de guérison des os des molécules libérées par les cellules souches
En cherchant une solution pour contourner la longue procédure de culture des CSM, le projet PARAGEN a examiné le potentiel de molécules, les facteurs paracrines, sécrétées par les CSM. «On pense qu’elles peuvent, en théorie, être responsables du bénéfice thérapeutique de la transplantation de CSM», explique Pierre Layrolle, coordinateur du projet et principal chercheur de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale, France.
Des facteurs de guérison pour les os sécrétés par des cellules souches
L’équipe de PARAGEN s’est intéressée au test de molécules – les cytokines – et de sécrétions contenues dans des corps libérés par les CSM appelées vésicules extracellulaires (VE). Ils se sont également employés à optimiser les méthodes utilisées afin de collecter ces facteurs paracrines. Meadhbh Brennan, boursière Marie Skłodowska-Curie de l’équipe explique: «Nous avons découvert que les facteurs sécrétés par les CSM avaient des effets immunomodulateurs et de guérison des tissus, notamment en favorisant les phénotypes de cellules immunitaires anti-inflammatoires et en améliorant la différenciation (développement) des CSM dans les cellules de formation des os.» De plus, les sécrétions favorisaient l’angiogenèse, la formation des vaisseaux sanguins, in vitro et in vivo. Ces découvertes soulignent le potentiel de guérison du sécrétome des CSM étant donné que la résolution de l’inflammation, le développement des vaisseaux sanguins et la différenciation des ostéoblastes sont tous essentiels à la réparation de l’os. En outre, lorsqu’ils ont cultivé des CSM sur des échafaudages osseux de phosphate de calcium dont la structure de surface variait, ils ont observé que leur topographie affecte la sécrétion de cytokine par les CSM et, par la suite, leur impact sur les cellules ostéoclastiques résorbant l’os. Cela a des répercussions sur le paramétrage de l’environnement de la culture des CSM pour générer un sécrétome de CSM destiné aux applications souhaitées de guérison des tissus.
Surmonter les obstacles à l’avancée de la recherche
«Distinguer les VE de cellules souches de celles qui existent déjà dans l’environnement de la culture représentait un défi considérable», explique Meadhbh Brennan. L’équipe a dû fournir davantage de travail pour déterminer la technique de culture et d’isolation optimale pour parvenir à une population pure de VE à partir des milieux conditionnés des CSM. «Ces optimisations étaient essentielles pour attribuer efficacement des fonctions à chaque portion des sécrétions dérivées des cellules souches.» PARAGEN a permis de mieux comprendre les composants du sécrétome des CSM et leurs effets sur la réparation des tissus. Toutefois, parvenir à une guérison de l’os par le sécrétome des CSM nécessitera davantage de recherches. D’autres microenvironnements de cultures, biomatériaux pour administrer le sécrétome des CSM, ainsi que l’optimisation des dosages seront examinés dans de prochaines études. Meadhbh Brennan résume: «Ces résultats représentent d’importantes avancées pour proposer une thérapie en vente libre qui pourrait exploiter les bénéfices de la thérapie CSM mais qui évite les procédures complexes en plusieurs étapes inhérentes à l’implantation de CSM.»
Des progrès rapides pour une future recherche en médecine régénérative
En ce qui concerne l’impact de la bourse Marie Curie sur la carrière de chercheuse de Meadhbh Brennan, les bénéfices sont immenses. «J’ai acquis de nouvelles compétences que je pourrai appliquer dans un poste de professeur récemment obtenu en ingénierie biomédicale et médecine régénérative à l’Université nationale d’Irlande à Galway avec une co-nomination dans les Écoles de médecine et d’ingénierie qui me permettra de suivre une carrière dans la recherche universitaire», explique-t-elle. Ses futures recherches porteront sur la caractérisation du sécrétome des CSM. Meadhbh Brennan a également récemment reçu une subvention de démarrage du Conseil européen de la recherche afin de poursuivre la recherche exploratoire sur l’utilisation des VE à des fins thérapeutiques. Elle conclut: «J’ai instauré d’importantes collaborations universitaires grâce à ma bourse Marie Curie que je poursuivrai dans le cadre de futurs partenariats de recherche, et j’ai acquis de nouvelles connaissances techniques ainsi que de l’expérience en matière de gestion de subvention et de supervision d’étudiants en maîtrise et de doctorants.»
Mots‑clés
PARAGEN, CSM, os, sécrétome, VE, cellules souches, facteurs paracrines