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Cellules souches: Réparation et régénération du cartilage articulaire



Cellules souches: Réparation et régénération du cartilage articulaire

Le cartilage : Etat des lieux



Le cartilage articulaire est un tissu hypocellulaire unique, alymphatique sans innervation, sans vascularisation, composé de chondrocytes imprégnés dans une matrice extracellulaire (MEC) de collagènes, de protéoglycane et de protéines non collagéniques.
Le cartilage est un tissu hautement spécialisé permettant le glissement des surfaces osseuses et de résister aux forces de compression et d’élasticité.
En raison de sa composition cellulaire unique et du manque de vascularisation, le cartilage articulaire a une capacité limitée de régénération suite à une blessure. Les lésions du cartilage articulaire ont une forte incidence, généralement provoquées par des activités sportives et récréatives.  

Cellules souches: Réparation et régénération du cartilage articulaire
Lorsqu’elles ne sont pas traitées, les lésions du cartilage articulaire peuvent entraîner l’arthrose, maladie articulaire inflammatoire et dégénérative caractérisée par la dégradation du cartilage articulaire, de l’os sous chondral, des ménisques et ligaments ainsi que la formation d’ostéophytes douloureux (Goldring et Goldring, 2007 ; Ge et col., 2006).
 
L’arthrose est la forme la plus courante d’arthrite, touchant 27 millions de personnes aux Etats-Unis, et étant la cause de plus de 50% des prothèses articulaires. L’allongement de la durée de vie et l’augmentation de l’obésité mondiale sont autant de facteurs majorant les cas d’arthrose (Ge et col., 2006).
Les modalités de traitement pour la préparation du cartilage articulaire comprennent les micro-fractures, l’abrasion, le forage (Steadman et col., 2001a, 2003a ; Steinwachs et col., 2008), la greffe ostéo-chondrale (Mahomed et col., 1992 ; Outerbridge et col., 1995 ; Hangody et col., 2001), la greffe perichondrale (Homminga et col., 1990 ; Bouwmeester et col., 1999), greffe de chondrocytes autologues (Brittberg et col., 1994; Richardson et col., 1999; Gikas et col., 2009) et plus récemment une greffe tissulaire (greffe autologue associée à la matrice) (Russlies et col. 2002; Zheng et col. 2007).
Bon nombre de ces méthodes aident à réparer les tissus et à réduire la douleur. Cependant, ces techniques génèrent souvent une faible réparation du fibrocartilage et subissent des problèmes de morbidité du greffon et une altération du phénotype chondrocytaire nécessitant la recherche d’une approche alternative.
Les cellules souches, en particulier les cellules mésenchymateuses (CMS) sont apparues comme une source cellulaire prometteuse pour la réparation du cartilage (Wakitani et col., 1994). Les avantages majeurs de l’utilisation de cellules souches pour la réparation du cartilage résident dans leur facile disponibilité, leur capacité de différenciation et leur capacité à proliférer. Il est à noter que les CMS ont été utilisées pour la réparation clinique du cartilage (Wong et col., 2013). Les cellules souches peuvent être administrées directement par injection ou ensemencées pour être greffées (Wong et col. 2013; Lee et col. 2012; Kim et col., 2015).
Afin d’améliorer la régénération du cartilage, les progrès dans l’ingénierie des tissus ont incorporé des cellules dans une structure tridimensionnelle que l’on appelle « échafaudage ». Il s’agit de structures de soutien temporaires qui recréent la forme et la structure naturelles des tissus dans le corps. Cette structure a été couplée à des facteurs biochimiques et biophysiques pour influencer la chondrogénèse des cellules souches dans leur différenciation spécifique et la stabilité phénotypique du cartilage (Toh et col., 2011a; Toh 2014; Chen et col., 2015).
 

Perspectives futures



Les cellules souches sont très prometteuses pour le traitement des atteintes du cartilage et de l’arthrose. 

Cellules souches: Réparation et régénération du cartilage articulaire
Les cellules souches mésenchymateuses (CMS), y compris les cellules dérivées de la moelle osseuse, les CMS dérivées du tissu adipeux et celles dérivées de la synovie, sont actuellement en essais cliniques avec comme objectif la réparation du cartilage, essais donnant des résultats prometteurs.
Cependant, il est encore nécessaire de mieux comprendre la chondrogenèse des cellules souches et les mécanismes sous-jacents requis pour la formation d’un cartilage stable. Les approches utilisant la combinaison d’un support d’échafaudages, des facteurs de croissance, une tension en oxygène et une stimulation mécanique tiennent la promesse d’une régénération complète du cartilage.
De plus, la mise en œuvre actuelle de thérapies basées sur les CMS pour le traitement clinique des atteintes du cartilage et de l’arthrose nécessite une meilleure standardisation. Il est nécessaire de standardiser la méthodologie, tant pour les CMS développées en culture que pour les concentrés, en ce qui concerne le nombre de cellules pour la transplantation, les conditions de culture, les types de lésions, la localisation et les antécédents cliniques des patients.
Les cellules souches, en particulier les CMS, devraient révolutionner le traitement des lésions du cartilage et de l’arthrose dans les années à venir.

Traduit par Erwann Le Corre
 

Article Original



DA. Parate et al. Stem Cells for Articular Cartilage Repair and Regeneration. © Springer International Publishing Switzerland 2016 119 P. Van Pham (ed.), Bone and Cartilage Regeneration, Stem Cells in Clinical Applications, DOI 10.1007/978-3-319-40144-7_7

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Images et informations complémentaires :
http://www.allodocteurs.fr/se-soigner/recherche/cellules-souches/l-espoir-des-cellules-souches-pour-guerir-l-arthrose_8407.html


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