Homing et migration des cellules souches mésenchymateuses

L’adressage des cellules souches désigne le processus par lequel les cellules souches migrent vers un tissu ou un organe précis et s’y greffent, ou s’y établissent, après une transplantation ou une perfusion. Il s’agit d’un aspect crucial de la thérapie par cellules souches, notamment dans la transplantation de cellules souches hématopoïétiques (HSCT), couramment utilisée pour traiter certains types de cancer, comme la leucémie et le lymphome, ainsi que d’autres maladies.

Vidéo cliniqueVidéo : adressage et migration des cellules souches mésenchymateuses

Plusieurs facteurs interviennent dans le processus de homing des cellules souches :

1. Chimiotaxie : il s’agit du déplacement des cellules en réponse à des signaux chimiques spécifiques. Dans le contexte du homing des cellules souches, la fractalkine et les chimiokines sont les principales molécules qui guident les cellules souches vers l’emplacement souhaité. Par exemple, le facteur dérivé des cellules stromales 1 (SDF-1) et son récepteur CXCR4 jouent un rôle essentiel dans le homing des cellules souches hématopoïétiques vers la moelle osseuse.
2. Molécules d’adhésion : une fois que les cellules souches s’approchent du tissu cible, elles doivent adhérer aux cellules locales et à la matrice extracellulaire. Cette adhésion est facilitée par diverses molécules, telles que les intégrines, les sélectines et les cadhérines.
3. Dégradation de la matrice extracellulaire (ECM) : Pour pénétrer dans les tissus et trouver leur niche, les cellules souches peuvent devoir dégrader certains composants de la ECM. Des enzymes telles que les métalloprotéinases matricielles (MMP) interviennent dans ce processus.
4. Efficacité du homing : toutes les cellules souches transplantées ne migrent pas vers le site souhaité. Cette efficacité peut être affectée par divers facteurs, notamment l’âge et l’état de santé du donneur et du receveur, la méthode et la source de collecte des cellules souches, le régime de conditionnement avant la transplantation et d’autres facteurs.

Amélioration du processus de homing des cellules souches : Compte tenu de l’importance du homing des cellules souches dans les résultats de transplantation, les chercheurs cherchent continuellement des moyens d’améliorer ce processus. Les stratégies d’amélioration peuvent inclure :

• Préconditionnement des cellules souches : Il s’agit de traiter les cellules souches avant la transplantation avec des facteurs qui augmentent leur capacité de homing, comme certaines cytokines.
• Modification de l’environnement du tissu cible : cela peut consister à manipuler les taux de chimiokines dans le tissu cible afin de le rendre plus attractif pour les cellules souches.
• Ingénierie des cellules souches MSC : des techniques telles que la thérapie génique peuvent être utilisées pour surexprimer certains récepteurs sur les cellules souches afin d’accroître leur réactivité aux chimiokines.

Le homing est un autre terme utilisé pour décrire la migration des cellules souches dans votre sang périphérique et à travers l’ensemble du système vasculaire endothélial vers différents organes du corps.

Processus de homing et de migration | VIDEO

Le problème persistant dans le domaine des traitements cellulaires est l’acheminement des cellules vers le site lésé, un processus appelé « homing ». L’efficacité thérapeutique des cellules souches mésenchymateuses est fortement influencée par leur capacité à produire des facteurs juxtacrines ou paracrines qui favorisent la régénération à partir des cellules (souches) endogènes. Pour que les effets juxtacrines puissent se produire, les cellules souches mésenchymateuses doivent migrer vers les organes malades tels que le foie, ou des cellules rénales sont recrutées. Le homing et la migration vers le tissu lésé sont déterminés par de nombreux facteurs, notamment le taux de passage, l’âge du patient, la quantité du système d’administration, le milieu de culture et de croissance, ainsi que les cellules souches adultes elles-mêmes, entre autres.^[1]

Le centre de régénération de Thailand utilise des cellules allogéniques et des cellules autologues dans des traitements nécessitant une navigation active. Cette procédure est mieux connue sous le nom de homing. Le homing, ou migration cellulaire, constitue la base fondamentale des greffes modernes de cellules souches. De même, le mécanisme de homing des cellules est indispensable à l’ensemencement des cellules progénitrices au cours de la phase de développement.^[2]

Le homing exerce un effet physiologique direct sur l’homéostasie chez l’adulte. Cet état peut également être amplifié en situation de stress, entraînant le recrutement de leucocytes lors de la mobilisation des cellules souches. Le homing et la migration cellulaire sont considérés comme une procédure unifiée et mesurable, indiquée par :

• SDF1 ou variable dérivée du stroma 1
• SPGF – Facteurs de croissance spécifiques aux cellules
• SCF ou facteurs de croissance des cellules souches
• Activation de l’antigène associé à la fonction lymphocytaire 1 (LFA1)
• VLA antigène 4/5
• CD44
• Réorganisation du cytosquelette
• MT1
• MMP ou activation des métalloprotéinases matricielles
• Sécrétion constante de MMP 2/9

L’adhésion du progéniteur à la cellule endothéliale dans les sinusoïdes sous flux sanguin est suivie d’une migration transendothéliale à travers l’endothélium physique et ECM ou la matrice extracellulaire.Les cellules souches injectées achèvent leur trajet de homing en s’ancrant dans leurs niches spécialisées au niveau de l’endoste et des zones périartérielles.^[3]

Les cellules souches hématopoïétiques résident dans notre moelle osseuse, mais peuvent être forcées à passer dans la circulation sanguine afin de rejoindre des cellules en détresse. Cette réaction automatique est appelée mobilisation et est utilisée cliniquement dans nos thérapies pour aider à prélever un grand nombre de cellules adultes en vue d’une transplantation.

Références cliniques publiées

[1] ^ S.L. Seneviratne, A.P. Black, L. Jones, A.S. Bailey, G.S. Ogg, Le rôle des lymphocytes T à tropisme cutané dans la dermatite atopique extrinsèque, QJM: An International Journal of Medicine, Volume 100, Numéro 1, janvier 2007, Pages 19–27, https://doi.org/10.1093/qjmed/hcl132

[2] ^ Chavakis E, Urbich C, Dimmeler S. Ciblage et prise de greffe des cellules progénitrices : une condition préalable à la thérapie cellulaire. J Mol Cell Cardiol. 2008;45(4):514–22. https://doi.org/10.1016/j.yjmcc.2008.01.004.e

[3] ^ Shiba Y, Takahashi M, Hata T, Murayama H, Morimoto H, Ise H, Nagasawa T, Ikeda U. Bone marrow CXCR4 induction by cultivation enhances therapeutic angiogenesis. Cardiovasc Res. 2009;81(1):169–77. https://doi.org/10.1093/cvr/cvn247