Des disques intervertébraux tout neufs
contre le mal de dos
Tout au long de la vie, la colonne
vertébrale est extrêmement sollicitée. Son usure retentit très vite sur la
qualité de vie, le mal de dos étant souvent qualifié de mal du siècle. 40 % des
douleurs dorsales seraient dues à une dégradation irréversible des disques
intervertébraux qui forment des « coussins » entre les vertèbres et
ne peuvent plus jouer leur rôle d’amortisseurs des chocs. Des chercheurs de
l’Inserm sous la responsabilité de Jérôme Guicheux (Unité Inserm 791
« Laboratoire d’ingénierie ostéo articulaire et dentaire » à Nantes)
ont réussi à transformer des cellules souches adipeuses en cellules qui
pourraient être capables de remplacer des disques abimés. Ce travail est publié
dans la revue Stem cells.
Notre
colonne vertébrale est constituée d’un empilement de vertèbres. Son
articulation et sa flexibilité sont possibles grâce à la présence des disques
intervertébraux qui forment comme des « coussins » entre les
vertèbres. Les pathologies dégénératives des disques vertébraux sont liées
aux sollicitations importantes et répétitives auxquelles est soumise la colonne
vertébrale tout au long de la vie : port de charges, sports, mouvements
répétitifs, torsion. Avec le temps, les disques s’usent, se dégradent et ne
peuvent plus jouer leur rôle d’amortisseur. Si ces pathologies sont
d’apparition lente et progressive, elles se traduisent rapidement par des
douleurs au niveau de la zone où les disques sont endommagés. On estime que la
dégénérescence des disques intervertébraux est responsable d’environ 40% des
douleurs lombaires. Les recherches actuelles se focalisent donc sur la mise au
point de traitements qui ralentissent ou empêchent la dégénérescence des
disques et des cellules qui les composent.
D’un point
de vue physiologique, le noyau pulpeux, la partie centrale des disques
intervertébraux, est le premier touché. Il est composé en grande partie d’eau,
ce qui lui confère ses propriétés d’amortisseur. Avec l’âge, les cellules
pulpeuses deviennent progressivement moins prolifératives, plus sujettes à
l’apoptose et incapables de produire cette fameuse matrice extracellulaire très
hydratée.
Comment
alors les remplacer par des cellules fonctionnelles ? Les chercheurs se sont
intéressés au tissu adipeux qui constitue un grand réservoir de cellules
souches capables de se différencier dans une vaste gamme de types cellulaires.
Encore fallait-il trouver le bon protocole pour réussir à ce que des cellules
souches du tissu adipeux puissent se transformer en cellules du noyau pulpeux.
Une recette finement dosée
La mise au point de ce protocole peut s’apparenter à une recette de
cuisine. Les chercheurs ont su trouver les bons ingrédients et le bon dosage
afin qu’elle soit réussie. La stratégie gagnante a consisté à ajouter au milieu
cellulaire une combinaison de deux facteurs de croissance, du TGFβ et du GDF5. En 28 jours les chercheurs ont
obtenu in vitro, à partir de tissu adipeux prélevé chez neufs patients, des
cellules de noyau pulpeux fonctionnelles et ressemblant à celles existantes
naturellement dans les disques intervertébraux.
« Le protocole s’est avéré être
une réussite indépendamment de l’âge et du poids des
patients » précise Jérôme Guicheux.
Nous devions néanmoins aller plus loin car ces
cellules n’avaient aucune chance de survivre en étant réimplantées seules dans
un disque intervertébral abimé et dépourvu de tout le substrat nutritif qui
leur est nécessaire. »
La seconde
astuce a donc été de coupler ces cellules à un biomatériau de synthèse pour
récréer un environnement favorable à leur multiplication une fois qu’elles
seraient injectées dans le disque intervertébral. Les chercheurs ont évalué
l’activité biologique de ces cellules in
vivo après leur transplantation chez la souris. « Ce dispositif est celui qui se rapproche le
plus d’une transplantation intradiscale chez l’homme. Nous avons démontré que le protocole que nous
appliquons à ces cellules était suffisant pour qu’elles conservent leur
activité sécrétoire spécifique et leur phénotype spécialisé une fois
réinjectées in vivo. »
Ce travail
de médecine régénératrice permet désormais aux chercheurs d’envisager la
prochaine étape avant le passage en clinique : tester l’efficacité
thérapeutique de ces cellules toutes neuves dans un modèle animal pertinent de
pathologie dégénérative des disques vertébraux.
Photo : (c) S Renaudin/le Design de Solène pour
l’Inserm
Source presse.inserm.fr
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