Différenciation des cellules souches embryonnaires humaines en cellules épithéliales respiratoires - 04/04/15

La mucoviscidose (CF) est la maladie génétique la plus fréquente. Les perspectives de thérapie pro-régénératrice, cellulaire et/ou génique sont nombreuses dans la CF. La production in vitro d’épithélium respiratoire non-CF mais surtout CF, en grande quantité, pourrait fournir un modèle préclinique humain pour le criblage de molécules thérapeutiques. Le but de la présente étude est d’obtenir, à partir de cellules souches embryonnaires humaines (hES), des progéniteurs épithéliaux en préambule à leur différenciation en cellules épithéliales respiratoires.

Les cellules hES (lignée Sahlgrenska 1 [SA-O1]), sont des cellules provenant d’un embryon surnuméraire issu de fécondation in vitro et ne faisant plus l’objet d’un projet parental. Ces cellules sont cultivées sur des cellules nourricières dont la prolifération est stoppée par un traitement à la mitomycine C (STO) ou sur des substrats tels que le matrigel et la fibronectine plasmatique, dans un milieu commercial optimisé pour les cellules épithéliales respiratoires (BEGM) en présence de 0,5nM de BMP4 et de 0,3mM d’acide ascorbique (AA) ou rétinoïque (AR) en continu, ou pendant 3jours ou 6jours. La présence de cellules basales progénitrices épithéliales (CK13 positives) a été examinée par détection immunocytochimique.

Nos résultats montrent par immunocytochimie la présence de cellules CK13 positives dès 20jours de traitement continu AA/BMP4 sur cellules STO. Sur matrigel, nous observons une forte présence de cellules exprimant la CK13 dès 30jours de culture avec 6jours de traitement AA/BMP4. Ce pourcentage diminue avec 3jours de traitement AA/BMP4 et s’approche de zéro en condition de traitement AR/BMP4. Après 6jours de traitement AA/BMP4, la fibronectine plasmatique semble être un substrat moins efficace que les cellules STO ou le matrigel pour l’induction de la différenciation des cellules CK13 positives.

Il apparaît qu’une stimulation de 6jours avec la combinaison AA/BMP4 sur matrigel soit suffisante pour induire la différenciation efficace des cellules hES en cellules basales épithéliales. Il apparaît également que l’AR soit un inducteur moins puissant que l’AA, et que les cellules hES se développent mieux sur le matrigel que sur la fibronectine plasmatique. Il sera intéressant par la suite de discriminer un ou plusieurs marqueurs membranaires permettant d’isoler les cellules d’intérêt CK13 positives par cytométrie en flux afin de les amplifier spécifiquement. Le devenir de ces cellules pourra alors être évalué in vitro, in vivo ou ex vivo afin de déterminer leur capacité à reconstituer un épithélium complet, mature et fonctionnel.