Effet de l’hypoxie et de l’inflammation dans la différentiation chondrocytaire des cellules souches mésenchymateuses humaines - 20/03/24

L’allogreffe aortique cryopréservée stentée constitue un substitut idéal dans le remplacement des voies aériennes, permettant une génération de novo de cartilage [1 Am J Transplant 2022 ;  22 : 2961-2970

Haga clic aquí para ir a la sección de Referencias]. Le néo-cartilage semble se développer à partir des cellules souches mésenchymateuses (CSM) du receveur, le corps humain agissant comme bioréacteur naturel [2 J Thorac Cardiovasc Surg 2013 ;  145 : 1297-1304

Haga clic aquí para ir a la sección de Referencias]. Pour autant, on ne peut pas exclure une participation des cellules de la matrice elle-même, d’autant plus qu’elle produit un sécrètome riche, composé de facteurs de croissance et de cytokines pro-angiogéniques, chimio-attractantes, pro-inflammatoires et immunomodulatrices, participant probablement à ce phénomène. De manière surprenante, l’apparition de néo-cartilage se produit plus lentement chez l’homme, nécessitant de retirer le endoprothèse trachéale 18 mois après la greffe au lieu de 6 mois chez l’animal, avec les complications liées au stent qui s’en suivent. L’objectif de cette étude est donc de déterminer les conditions expérimentales optimales permettant d’obtenir in vitro une différenciation des CSM en chondrocytes afin d’accélérer le mécanisme de néo-chondrogenèse et obtenir une ablation plus précoce du stent trachéal. Une inflammation initiale pourrait être le primum movens nécessaire au recrutement de CSM du receveur à partir de la moelle osseuse et à leur différentiation. Ainsi, nous avons étudié le rôle éventuel de cytokines inflammatoires retrouvées dans le sécrétome des matrices aortiques cryopréservées, en condition de normoxie et d’hypoxie dans ce processus.

Des culots de CSM humaines ont été cultivés sur 4 semaines en présence du facteur pro-chondrogénique TGF-b3 et de cytokines inflammatoires (IL-6, IL-8, CCL2 et CCL5), en condition de normoxie (21 % O₂) et d’hypoxie (3 % O₂). Une analyse histologique (coloration hématoxylin/éosine, bleu alcian) ainsi que l’étude de l’expression de marqueurs de différenciation chondrocytaire (SOX9, collagène de type II et X) par immunohistochimie et RT-qPCR ont été réalisées.

Les données histologiques et moléculaires montrent que le TGF-ß3 induit fortement l’expression des gènes impliqués dans les stades précoces, avec un effet additif de l’hypoxie. Par ailleurs, une supplémentation en IL-6 ou IL-8 semble exercer un effet adjuvant, plus particulièrement dans l’initiation, mais aussi en freinant la phase finale d’hypertrophie.

Nos données supportent un modèle de différenciation chondrocytaire des CSMh combinant l’utilisation du TGF-b3, de l’hypoxie, et de cytokines inflammatoires afin de favoriser l’initiation de la chondrogenèse tout en limitant l’obtention de chondrocytes hypertrophiques.