Les cellules souches de la moelle osseuse sont des cellules uniques présentes dans la moelle osseuse qui ont la capacité de se différencier en différents types de cellules sanguines et immunitaires. Ces cellules souches multipotentes sont essentielles à la production des cellules sanguines et immunitaires et ont montré un fort potentiel pour le traitement de diverses maladies et lésions.
Que sont les cellules souches de la moelle osseuse ?
La moelle osseuse contient deux principaux types de cellules souches : les cellules souches hématopoïétiques (CSH) et les cellules souches mésenchymateuses (MSCs).
- Les CSH sont des cellules souches multipotentes qui donnent naissance à tous les types de cellules sanguines, notamment les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes. Elles assurent le renouvellement constant des cellules sanguines et immunitaires tout au long de la vie. Les CSH se trouvent dans la partie interne molle des os appelée moelle osseuse [1].
- Les MSCs sont des cellules stromales multipotentes capables de se différencier en divers types cellulaires, notamment des cellules osseuses, cartilagineuses, musculaires et des cellules adipeuses. Elles se trouvent dans le tissu stromal de la moelle osseuse et jouent un rôle clé dans le soutien de l’hématopoïèse et de la régénération osseuse/cartilagineuse.
Sources de cellules souches de la moelle osseuse
Les cellules souches de la moelle osseuse peuvent être obtenues à partir de deux sources principales :
- Moelle osseuse – La moelle osseuse est le tissu mou et spongieux situé à l’intérieur des os qui contient les cellules souches hématopoïétiques. Elle constitue la principale source de prélèvement des CSH pour les thérapies de transplantation. La moelle osseuse est prélevée au niveau des os de la hanche ou du sternum sous anesthésie. Cette procédure est appelée prélèvement de moelle osseuse ou aspiration médullaire.
- Sang périphérique – Les CSH peuvent également être obtenues à partir du sang périphérique. Certains médicaments peuvent mobiliser les CSH de la moelle osseuse vers la circulation sanguine. Le sang riche en cellules souches est ensuite prélevé dans la veine du donneur par aphérèse. Le sang périphérique est désormais la source la plus courante de CSH pour les transplantations. Les CSH peuvent également être prélevées dans le sang du cordon ombilical des nouveau-nés. Cette riche source de CSH peut être mise en banque et conservée pour une utilisation future [2].
Principales propriétés des cellules souches de la moelle osseuse
Parmi les propriétés essentielles des cellules souches de la moelle osseuse figurent :
- Auto-renouvellement – Capacité à se diviser et à produire davantage de cellules souches
- Potence – Capacité à se différencier en types de cellules spécialisées
- Multipotence – Peut donner naissance à plusieurs types cellulaires, mais pas à tous les types cellulaires
- Capacité de homing – Capacité à migrer vers les sites de lésion/inflammation
- Modulation immunitaire – Capacité à moduler les réponses immunitaires
Ces propriétés font des cellules souches de la moelle osseuse des candidates idéales pour les thérapies cellulaires.
Comment fonctionnent les cellules souches de la moelle osseuse
Les cellules souches de la moelle osseuse agissent par des mécanismes essentiels tels que la différenciation. Les cellules souches peuvent se différencier ou mûrir pour devenir les différentes cellules sanguines et immunitaires circulant dans notre organisme.
Les CSH se différencient en deux lignées cellulaires principales :
- Lignée myéloïde – Donne naissance aux globules rouges, aux plaquettes, aux monocytes et aux neutrophiles
- Lignée lymphoïde – Donne naissance aux T-cellules, aux B-cellules et aux cellules tueuses naturelles
Des signaux cellulaires et facteurs de croissance spécifiques régulent le processus de différenciation. Les cellules souches capables d’auto-renouvellement s’auto-renouvellent également afin de maintenir un réservoir constant de cellules souches immatures. Cela garantit la production tout au long de la vie de cellules sanguines et immunitaires. Un A équilibre délicat entre l’auto-renouvellement et la différenciation des CSH est nécessaire au maintien de l’homéostasie des cellules sanguines. Une perturbation peut entraîner des troubles sanguins [3].
Rôle des cellules souches de la moelle osseuse
Parmi les rôles clés des cellules souches de la moelle osseuse figurent :
- Production de cellules sanguines – Les CSH se différencient continuellement en différents types de cellules sanguines dont l’organisme a besoin. Cela comprend les globules rouges, les globules blancs et les plaquettes.
- Fonction du système immunitaire – les CSH donnent naissance à des lymphocytes tels que les cellules T-, les cellules B- et les cellules NK-, qui jouent un rôle crucial dans la défense immunitaire.
- Réponse à la lésion MSCs peut migrer vers les sites de lésion et d’inflammation et contribuer à la réparation tissulaire par différenciation et signalisation paracrine.
- Régénération des os/du cartilage – MSCs jouent un rôle essentiel dans la régénération et la réparation des os et des lésions du tissu cartilagineux au niveau des épaules (y compris les déchirures de la coiffe des rotateurs), des lésions du genou, des douleurs lombaires, des lésions de la moelle épinière, de l’ostéoporose et des lésions de la hanche.
Greffes de cellules souches de moelle osseuse
La greffe de moelle osseuse (BMT) consiste à transplanter des HSC afin de régénérer les fonctions hématopoïétique et immunitaire du patient. Elle est utilisée pour traiter :
- Traiter certains types de cancers du sang comme la leucémie, le lymphome et le myélome multiple
- Maladies génétiques affectant les cellules sanguines, telles que la thalassémie et la drépanocytose [4]
- Déficits immunitaires
Le traitement autologue BMT utilise les cellules souches du patient, tandis que le traitement allogénique BMT utilise des cellules souches de donneur et présente davantage de risques. Étapes de BMT :
- Prélèvement de HSC chez le patient/donneur
- A patient reçoit une chimiothérapie +/- une radiothérapie afin d’ablater la moelle osseuse pour plusieurs types de cancers
- Perfuser les CSH recueillies dans la circulation sanguine du patient (greffe de moelle osseuse)
- Cellules souches saines transplantées (HSC) afin qu’elles puissent migrer vers la moelle osseuse et régénérer le processus de production des cellules sanguines
Banque de sang de cordon
Le sang de cordon ombilical est une riche source de HSC qui peut être collectée de manière non invasive lors de l’accouchement et conservée dans des banques de sang de cordon partout dans le monde. Principaux avantages des cellules collectées pour la conservation du sang de cordon :
- Les cellules saines ne présentent aucun risque pour la mère ou le nourrisson
- Risque plus faible de transmission virale à partir de cellules provenant d’un donneur
- Réduction du risque de rejet d’une greffe provenant d’un donneur
Les cellules souches de sang de cordon et les cellules de donneur peuvent être conservées en toute sécurité dans notre banque de cellules souches pendant une durée pouvant aller jusqu’à vingt ans et servir de source de cellules souches pour une transplantation autologue.
Cellules souches de la moelle osseuse en médecine régénérative
Les cellules souches de la moelle osseuse présentent des applications prometteuses en médecine régénérative grâce à leurs propriétés d’auto-renouvellement et de multipotence. Les applications actuelles des cellules souches de la moelle osseuse comprennent :
- Réparation cardiaque après un infarctus du myocarde et une maladie cardiaque
- Traitement d’affections neurologiques telles que la sclérose en plaques, l’AVC, le traumatisme crânien, ALS, la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson
- Régénération du cartilage et de l’os endommagés
- Cicatrisation des plaies
- Thérapies anti-âge et de rajeunissement
Les recherches en cours au Regeneration Center visent à exploiter pleinement le potentiel thérapeutique de ces cellules souches. La moelle osseuse contient des cellules souches hématopoïétiques et mésenchymateuses essentielles à la production des cellules sanguines/immunitaires. Leurs propriétés uniques d’auto-renouvellement, de différenciation et d’immunomodulation en font des candidates idéales pour le traitement des troubles sanguins et pour des applications de médecine régénérative telles que la maladie de Crohn, la thérapie par cellules souches pour le diabète. Les progrès de la transplantation et de la conservation des cellules souches ont élargi l’accès à ces cellules qui sauvent des vies. Les recherches en cours axées sur la compréhension de la biologie des cellules souches de la moelle osseuse promettent de mettre au jour de nouvelles thérapies cellulaires pour de nombreuses maladies incurables [5].
Le coût et l’accessibilité des cellules souches de moelle osseuse peuvent constituer un obstacle important pour certains patients. Selon l’ampleur et la gravité de la situation, les traitements par cellules souches peuvent être coûteux et ne sont pas couverts par tous les régimes d’assurance. Trouver un donneur compatible peut également être difficile, en particulier pour certains patients ayant des groupes sanguins rares ou appartenant à des populations ethniques sous-représentées. Les efforts visant à accroître les tests et l’accès aux registres de donneurs dans le monde sont essentiels pour améliorer l’accessibilité et fournir des traitements vitaux à davantage de patients.
Les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse se sont révélées être une ressource précieuse pour traiter diverses affections médicales, allant des maladies du sang aux maladies auto-immunes et aux cancers. Malgré les défis qui restent à relever, les applications potentielles des cellules souches autologues de la moelle osseuse continueront de se développer, offrant l’espoir d’améliorer les protocoles thérapeutiques et les résultats pour les patients.
Références cliniques publiées
[1] ^Purwaningrum M, Jamilah NS, Purbantoro SD, Sawangmake C, Nantavisai S. Étude comparative des caractéristiques des thérapies à base de cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse chez Thailand. J Vet Sci. 2021 Nov;22(6):e74. doi: 10.4142/jvs.2021.22. Publication électronique 2021 Aug 26. PMID: 34697921; PMCID: PMC8636658.
[2] ^ Morrison SJ, Scadden DT. La niche de la moelle osseuse pour les cellules souches hématopoïétiques. Nature. 2014 janv. 16;505(7483):327-34. doi: 10.1038/nature12984. PMID: 24429631; PMCID: PMC4514480.
[3] ^ Archacka K, Grabowska I, Mierzejewski B, Graffstein J, Górzyńska A, Krawczyk M, Różycka AM, Kalaszczyńska I, Muras G, Stremińska W, Jańczyk-Ilach K, Walczak P, Janowski M, Ciemerych MA, Brzoska E. Les cellules stromales/souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse et préconditionnées par hypoxie améliorent la fusion des myoblastes et la régénération des muscles squelettiques. Stem Cell Res Ther. 2021 août 9;12(1):448. doi: 10.1186/s13287-021-02530-3. PMID: 34372911; PMCID: PMC8351116.
[4] ^ Dharmasaroja P. Cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse pour le traitement de l’AVC ischémique. J Clin Neurosci. 2009 janv.;16(1):12-20. doi: 10.1016/j.jocn.2008.05.006. Publication électronique 2008 nov. 18. PMID: 19017556.
[5] ^ van Noorden CJF, Breznik B, Novak M, van Dijck AJ, Tanan S, Vittori M, Bogataj U, Bakker N, Khoury JD, Molenaar RJ, Hira VVV. La biologie cellulaire rencontre le métabolisme cellulaire : la production d’énergie est similaire dans les cellules souches et les cellules souches cancéreuses du cerveau et de la moelle osseuse. J Histochem Cytochem. 2022 janv.;70(1):29-51. doi: 10.1369/00221554211054585. Publication électronique 2021 oct. 29. PMID: 34714696; PMCID: PMC8721571.
