Différenciation induite des cellules souches dérivées du tissu adipeux de macaque in vitro
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (CSMO) ont longtemps été au cœur de la recherche sur les cellules souches adultes en raison de leur capacité de différenciation multipotente. Cependant, les CSMO présentent plusieurs limites, notamment un faible taux de purification, une disponibilité restreinte et un prélèvement invasif causant un traumatisme corporel. Ces dernières années, les cellules souches dérivées du tissu adipeux (ADSC) sont apparues comme une alternative prometteuse. Provenant du tissu adipeux, les ADSC possèdent un potentiel de différenciation similaire aux CSMO, mais offrent des avantages supplémentaires : sources plus abondantes, collecte aisée, inconfort réduit pour les patients, prolifération rapide et absence de rejet immunitaire ou de problèmes éthiques. Bien que les ADSC aient été largement étudiées chez les petits mammifères (lapins, souris), les recherches sur les primates restent limitées. Étant donné les similitudes anatomiques et physiologiques entre primates et humains, l’étude des ADSC chez les primates est cruciale pour la médecine régénérative. Cette recherche vise à explorer les méthodes d’isolement et le potentiel de différenciation multipotente des ADSC de macaques in vitro.
L’étude a été réalisée sous l’approbation du comité d’éthique animalière de l’Hôpital du Peuple de la province du Yunnan, conformément aux standards éthiques. Les ADSC ont été isolées à partir du tissu adipeux sous-cutané abdominal de macaques (fournis par le Centre de recherche sur les primates de Kunming, Académie chinoise des sciences) via digestion par collagénase et protéase neutre en conditions aseptiques. La morphologie, la croissance et le cycle cellulaire ont été observés au microscope inversé (DS-Ri2, Nikon, Japon). La prolifération a été évaluée avec un kit CCK-8 (Beyotime Biotechnology), la différenciation adipocytaire par coloration au Rouge Oil O (Solarbio), et le cycle cellulaire par cytométrie en flux (Accuri C6 Plus, BD, États-Unis). Le potentiel de différenciation a été testé via des milieux d’induction chondrogénique, ostéogénique et adipogénique, avec des colorations spécifiques : bleu de toluidine (chondrogenèse), Von Kossa (ostéogenèse) et Rouge Oil O (adipogenèse).
Les ADSC primaires ont adhéré aux flacons de culture en 2 à 3 heures, adoptant initialement une forme ronde ou elliptique. En 12 heures, certaines cellules sont devenues fusiformes ou triangulaires, avec une adhésion complète en 24 heures. Une croissance lente durant les 3-4 premiers jours a été suivie d’une prolifération accélérée, aboutissant à une confluence totale. À la troisième passage, les cellules conservaient leur morphologie et proliféraient activement. Le test CCK-8 a révélé un doublement du taux de croissance entre le jour 2 et le jour 4. La cytométrie en flux a montré que 75,1 % des ADSC au passage 3 étaient en phase G1 et 5,42 % en phase S, confirmant une prolifération active.
L’induction chondrogénique a entraîné une croissance accélérée des ADSC aux jours 5-6, avec une transition vers des formes ovales ou irrégulières. Au jour 8, la matrice sécrétée a recouvert les cellules, estompant leurs contours. À 21 jours, les cellules présentaient une morphologie chondrocytaire, confirmée par la coloration au bleu de toluidine. L’induction ostéogénique a induit une transition vers des formes cubiques ou polygonales dès le jour 7, avec apparition de nodules calcifiés aux jours 13-14, validés par la coloration de Von Kossa. L’induction adipogénique a produit des cellules rondes avec des gouttelettes lipidiques dès le jour 10, visualisées par Rouge Oil O à 3 semaines.
Localisées dans les capillaires et l’adventice des gros vaisseaux du tissu adipeux, les ADSC partagent des caractéristiques avec les CSMO. Bien que la majorité des études portent sur de petits animaux, les primates offrent un modèle physiologiquement proche de l’humain. Cette recherche démontre avec succès l’isolement et la différenciation multipotente des ADSC de macaques. Les cellules ont maintenu une croissance stable et rapide sur plusieurs passages, validant leur potentiel en ingénierie tissulaire.
Les expériences d’induction confirment la capacité des ADSC de macaques à se différencier en chondrocytes, ostéoblastes et adipocytes, corroborant les études antérieures sur les primates. Ces résultats soulignent l’utilité des ADSC en médecine régénérative, notamment pour les applications nécessitant une différenciation ostéogénique ou chondrogénique. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour transposer ces résultats en clinique.
En conclusion, cette étude fournit une analyse approfondie de l’isolement et de la différenciation des ADSC de macaques in vitro, mettant en lumière leur potentiel pour des applications thérapeutiques. Les travaux futurs devraient se concentrer sur la caractérisation approfondie de leurs propriétés biologiques et leur utilisation en médecine régénérative humaine.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000001486