BMC-BC-3 (1)

Introduction

  • Master 2: Biochimie-Immunologie, Faculté des Sciences Biologiques

  • Biothérapies Moléculaires et Cellulaires, Mme Ahras-Sifi N et Mme Nakil

  • Année académique : 2023-2024

Cellules Souches Mésenchymateuses (CSM)

Nature et Avantages

  • Importance croissante des cellules souches mésenchymateuses en raison des limitations des CSE et des iPS en clinique.

  • Pas de préoccupations éthiques ni de formation de tératomes.

Caractéristiques Générales des CSM

Définition

  • Les CSM ou cellules stromales mésenchymateuses multipotentes initialement identifiées dans la moelle osseuse, présentes dans tous les tissus.

  • Possèdent un potentiel de différenciation, produisent des cytokines et des facteurs trophiques, et ont des actions immunosuppressives.

  • Utilisées en médecine régénérative et dans le traitement des pathologies immunitaires et inflammatoires.

Caractéristiques Morphologiques

  • Adhérence au plastique de culture.

  • Taille : 100 micromètres.

Phénotype Membranaire

  • CSM marquées montrent des antigènes membranaires :

    • Positifs : CD29, CD44, CD73, CD90, CD105.

    • Négatifs : CD45, CMH de classe II.

  • Homogénité des cellules dans les analyses de cytométrie en flux.

Identification des CSM

  • Les CSM isolées après 2 à 3 semaines de culture présentent les marqueurs CD105, CD73, et CD90, confirmant leur identification selon l'ISCT.

Localisation des CSM

  • Présentes dans la moelle osseuse : soutiennent l’hématopoïèse et régénération osseuse.

  • Retrouvées dans d’autres tissus via les cellules progénitrices adultes mésenchymateuses (MAPC).

Sources des CSM

  • Provenance variable : foie, pulpe dentaire, derme, membrane synoviale, contour des vaisseaux.

Migration et Homing

  • Les CSM s'ancrent à la lame basale grâce aux intégrines (β1 et α6).

  • Mobilisation en réponse à des stimuli, processus appelé migration et homing.

Isolement des CSM

  • Isolement initial effectué dans les années 70 via leur adhérence au support de culture.

  • Procédures d'isolement basées sur la centrifugation de cellules mononucléées.

Tissu Adipeux comme Source de CSM

  • Tissu adipeux est accessible et riche en CFU-F.

  • Nécessité de digestion enzymatique pour isoler la fraction vasculaire contenant les CSM.

Densité d'Enseignement

  • Les CSM se caractérisent par une inhibition de contact à la confluence.

  • Densités d’ensemencement recommandées : 50 x 10^3 à 170 x 10^3 cellules/cm^2.

  • Après la culture, les CSM doivent être détachées et réensemencées avec une densité diminuée.

Biodistribution des CSM

  • Après injection systémique, CSM retrouvées dans :

    • Poumon (court terme), cœur, rein (moyen et long terme).

  • Injection locale (ex. intracardiaque) améliore leur rétention dans les cibles.

Ingénierie Tissulaire

Approche Générale

  • Associé les CSM à une matrice tridimensionnelle et des facteurs de croissance pour reconstruire un nouveau tissu hybride.

Fonctions de la Matrice

  • Supporte l'adhésion, la prolifération et la différenciation des CSM.

  • Améliore la rétention et l'homing vers les zones cibles.

Propriétés d'Intérêt en Pratique Clinique

  1. Accessibilité et prélèvement facile.

  2. Capacité de différenciation.

  3. Adressage vers les tissus lésés.

  4. Communications intercellulaires (trophicité et immunomodulation).

Différenciation des CSM

  • CSM peuvent se différencier en neurones, adipocytes, ostéocytes, hépatocytes, et chondrocytes.

  • Trans-différenciation possible.

  • Propriétés immunomodulatrices : absence de CMH de classe II, effets anti-inflammatoires et pro-angiogéniques.

Eighty-Twenty Rule (Pareto Principle) in Context of Stem Cells

The Eighty-Twenty Rule, or Pareto Principle, states that roughly 80% of effects come from 20% of causes. In the context of Mesenchymal Stem Cells (CSM):

  1. Efficacy and Applications: Approximately 20% of specific conditions treated with CSM may account for 80% of their reported benefits, such as in regenerative medicine.

  2. Sources and Yield: Certain sources of CSM, such as adipose tissue, may provide significantly higher yields than others, emphasizing the importance of selecting optimal extraction sources to maximize results.

  3. Research Focus: Focusing on the top 20% of effective differentiation pathways may lead to significant advancements in therapeutic applications for a range of diseases.