Journal de recherche et de thérapie sur les cellules souches

Abstrait

Effets in vivo du verre bioactif S53P4 ou du phosphate tricalcique bêta sur la différenciation ostéogénique des cellules souches adipeuses humaines après incubation avec BMP-2

Martin Waselau, Mimmi Patrikoski, Bettina Mannerström, Mari Raki, Kim Bergström, Brigitte von Rechenberg et Susanna Miettinen

Français : Objectifs : Les cellules souches adipeuses humaines (hASC) ont été suggérées comme une alternative viable pour l'ingénierie tissulaire osseuse. Cependant, la réponse tissulaire et le potentiel ostéogénique des granules BAG S53P4 ou β-TCP n'ont pas été étudiés in vivo lorsqu'ils sont ensemencés avec des hASC et/ou co-incubés avec BMP-2 et ont donc été évalués dans l'étude actuelle.

Méthodes et résultats : Les ASC humaines ont été isolées, développées et ensemencées sur BAG et β-TCP in vitro et la viabilité cellulaire a été évaluée à l'aide d'une coloration vivante/morte. Dans un modèle d'implantation sous-cutanée de rongeur , la réponse cellulaire et le potentiel ostéogénique de 1) granules simples, 2) ensemencés avec des hASC, 3) co-incubés avec BMP-2 et 4) granules BAG et β-TCP ensemencés avec des hASC et co-incubés avec BMP-2 ont été étudiés à l'aide d'une tomodensitométrie et de scores histologiques semi-quantitatifs après 4 et 8 semaines. La coloration vivante/morte a confirmé la bonne viabilité cellulaire sur les deux biomatériaux avant l'implantation. Dans l'ensemble, l'implantation des deux biomatériaux a entraîné la formation d'un tissu de granulation bien vascularisé sans inflammation excessive, fibrose ou réactions indésirables, indépendamment de l'affectation du groupe et du moment évalué, ce qui suggère donc la sécurité des applications prospectives. Cependant, nos résultats indiquent également que le β-TCP peut stimuler temporairement la formation de cellules géantes à corps étranger après la supplémentation en hASC, suggérant une réponse résorbante. Les deux biomatériaux ont nécessité une supplémentation en hASC et/ou en BMP-2 pour induire
une activité ostéoblastique. Cependant, le BAG a induit une calcification exclusivement lorsqu'il a été ensemencé avec des hASC activées par BMP-2, tandis que le β-TCP a nécessité un ensemencement avec des hASC uniquement.

Conclusion : Les granules de BAG et de β-TCP peuvent être implantés en toute sécurité par voie sous-cutanée, induisent une réponse cellulaire différente et nécessitent une supplémentation en hASC et/ou en BMP-2 pour induire une activité ostéoblastique et une calcification. Une combinaison de β-TCP et d’hASC semble être un moyen réalisable d’améliorer l’activité ostéoblastique, entraînant une ostéogenèse précoce, tout en minimisant les problèmes de sécurité et de réglementation dans l’ingénierie des tissus osseux.