Comprendre les cellules souches dans la pathologie discale : ce que révèle cette recherche

Giovanni Marfia, Stefania Elena Navone, Clara Di Vito, Silvia Tabano, Lorenzo Gianmattei, Andrea Di Cristofori, Roberta Gualtierotti, Monica Miozzo, Paolo Rampini, Manuela Caroli, Laura Riboni, Rolando Campanella · 2014

Des scientifiques découvrent des cellules souches dans les disques herniés et dégénérés

Les disques intervertébraux de votre colonne vertébrale peuvent développer des problèmes de deux façons principales. Certains disques se hernient, c'est-à-dire qu'ils font saillie ou se rompent vers l'extérieur. D'autres dégénèrent, se détériorant progressivement au fil du temps. Des chercheurs italiens ont voulu comprendre si les cellules souches présentes à l'intérieur de ces disques endommagés diffèrent les unes des autres.

Ils ont prélevé du tissu discal chez 21 patients lors d'interventions chirurgicales de la colonne vertébrale. Dix patients présentaient des hernies discales, tandis que onze souffraient de disques dégénérés. L'équipe a ensuite isolé des cellules souches mésenchymateuses (CSM) de chaque échantillon. Les CSM sont des cellules spéciales capables de se transformer en différents types de tissus, notamment le cartilage.

Les cellules souches discales présentent un véritable potentiel régénératif

Les chercheurs ont confirmé que les cellules souches provenant des disques herniés comme des disques dégénérés se comportent comme de véritables CSM. Ces cellules se sont transformées avec succès en trois types de tissus différents en laboratoire :

  • Cellules adipeuses (différenciation adipogénique)

  • Cellules osseuses (différenciation ostéogénique)

  • Cellules cartilagineuses (différenciation chondrogénique)

Cela est important car cela démontre que vos disques endommagés contiennent encore des cellules capables de régénération. Les deux populations cellulaires exprimaient les marqueurs protéiques qui définissent les véritables cellules souches mésenchymateuses.

Une protéine apparaît 466 fois plus élevée dans les disques dégénérés

La découverte la plus frappante concernait une protéine appelée ostéopontine (OPN). Cette protéine joue un rôle dans la formation osseuse et la dégradation tissulaire. Dans les cellules souches des disques dégénérés, l'activité du gène de l'ostéopontine était 466 fois plus élevée que dans les cellules souches des disques herniés.

Les chercheurs n'ont pu détecter la protéine ostéopontine elle-même que dans les échantillons de disques dégénérés. Elle était essentiellement absente dans les cellules des disques herniés. Cela suggère que des processus fondamentalement différents sont à l'origine de ces deux pathologies.

Les niveaux de protéine sont corrélés à la sévérité de la maladie

Des niveaux plus élevés d'ostéopontine correspondaient à une dégénérescence discale plus avancée. Les patients présentant une maladie plus sévère montraient une expression plus importante de l'ostéopontine dans leurs cellules souches discales. Cette corrélation suggère que l'ostéopontine pourrait contribuer activement au processus dégénératif plutôt que d'apparaître simplement comme une conséquence.

Les chercheurs proposent que le contrôle de l'ostéopontine pourrait devenir une cible thérapeutique. Réduire son activité pourrait ralentir ou prévenir la dégradation discale.

Ce que cela signifie pour les options de traitement régénératif

Cette étude en laboratoire révèle des informations importantes sur la biologie à l'intérieur des disques endommagés. Premièrement, vos disques contiennent des cellules souches vivantes même lorsqu'ils sont malades. Deuxièmement, la hernie et la dégénérescence impliquent des processus moléculaires différents.

Pour les patients envisageant des approches de médecine régénérative comme Lipogems®, cette recherche fournit un contexte. Lipogems® délivre vos propres cellules souches dérivées du tissu adipeux aux zones endommagées. Ces cellules proviennent du tissu graisseux, qui est riche en potentiel régénératif. Contrairement aux cellules déjà présentes dans votre disque, les cellules dérivées du tissu adipeux n'ont pas été exposées à l'environnement pathologique.

L'introduction de cellules souches saines peut aider à contrecarrer les processus anormaux survenant dans les disques dégénérés ou herniés. Les cellules régénératives contenues dans le tissu adipeux micro-fragmenté comprennent des péricytes et des CSM qui soutiennent la réparation et la guérison tissulaire.

Considérations importantes concernant cette recherche

Il s'agissait d'une étude en laboratoire examinant des cellules en dehors du corps. Les chercheurs n'ont pas testé de traitements ni mesuré les résultats cliniques chez les patients. Ils se sont concentrés sur la compréhension de la biologie sous-jacente de la pathologie discale au niveau cellulaire.

Ces découvertes aident à expliquer pourquoi différents problèmes discaux pourraient répondre différemment aux divers traitements. Elles mettent également en évidence l'ostéopontine comme marqueur potentiel pour suivre la sévérité de la dégénérescence.

Comprendre ces différences moléculaires aide les chercheurs à développer des thérapies mieux ciblées. Pour les patients souffrant de problèmes discaux, ces connaissances soutiennent le fondement scientifique des approches régénératives qui introduisent des cellules saines pour favoriser la guérison.

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Source : Marfia et al., None, 2014.

Publication Originale

Gene Expression Profile Analysis of Human Mesenchymal Stem Cells from Herniated and Degenerated Intervertebral Discs Reveals Different Expression of Osteopontin

Giovanni Marfia, Stefania Elena Navone, Clara Di Vito, Silvia Tabano, Lorenzo Gianmattei, Andrea Di Cristofori, Roberta Gualtierotti, Monica Miozzo, Paolo Rampini, Manuela Caroli, Laura Riboni, Rolando Campanella · 2014

Gene expression analysis provides an effective methodology to identify clinically relevant genes implicated in intervertebral disc (IVD) pathology. The analysis of gene profile in mesenchymal stem cells (MSCs) from human herniated IVD (H-IVD) and degenerated IVD (D-IVD) has not yet been investigated. We present in this study a characterization of MSCs isolated from clinically categorized H-IVD and D-IVD disc samples. H-IVD-MSCs and D-IVD-MSCs showed multipotent mesenchymal differentiation ability, expressing positivity for adipogenic, osteogenic, and chondrogenic markers with an immunophenotypical profile representative of MSCs. FACS analyses revealed a higher expression of CD44 in D-IVD-MSCs compared to H-IVD-MSCs. Gene expression profile revealed that most genes under investigation displayed large variations and were not significantly different in the two types of analyzed IVD-MSCs …

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