Vésicules extracellulaires sécrétées par les cellules souches mésenchymateuses : caractérisation, fonction et rôle dans les maladies ostéo-articulaires

Extracellular vesicles derived from mesenchymal stem cells : characterization, function and therapeutic role in osteoarticular diseases

• Auteur / Autrice : Stella Cosenza
• Direction : Danièle Noël
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie Santé
• Date : Soutenance le 28/06/2017
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques et Biologiques pour la Santé (Montpellier ; Ecole Doctorale ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut en médecine régénératrice et de biothérapie (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Michel Vidal
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Danièle Noël, Michel Vidal, Alain Brisson, Frédéric Deschaseaux, Clotilde Théry, Claire Vinatier, Christian Jorgensen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Brisson, Frédéric Deschaseaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arthrose

Immunologie

Polyarthrite rhumatoïde

Particules (matière)

Exosomes

Cellules stromales mésenchymateuses

Mots clés libres

Cellules souches mésenchymateuses

Exosomes

Microparticules

Immunologie

Polyarthrite rhumatoïde

Arthrose

Mesenchymal stem cells

Exosomes

Microparticles

Immunology

Rhumatoid arthritis

Osteoarthritis

Résumé

L’arthrose et la polyarthrite rhumatoïde sont deux atteintes ostéo-articulaires qui affectent les tissus cartilagineux et osseux. Elles représentent un réel problème de santé publique de par leur prévalence et le manque de traitements curatifs. Des approches innovantes de thérapie cellulaire sont en cours d’évaluation dans ces maladies. Elles sont basées sur l’utilisation des cellules souches mésenchymateuses (CSM), qui possèdent des propriétés immunosuppressives et régénératrices, et pourraient apporter de nouveaux espoirs aux patients. Ces cellules sécrètent des vésicules extracellulaires, moyen de communication intercellulaire puissant, qui sont classées en 3 populations : exosomes, microparticules (MPs) et corps apoptotiques. Dans cette étude, nous proposons d’étudier et de comparer les effets in vitro et in vivo des exosomes et des MPs sécrétés par les CSMs. Nous montrons pour la première fois que les exosomes et les MPs de CSMs exercent in vitro des effets anti-inflammatoires, anti-apoptotiques et chondroprotecteurs similaires. In vivo, seuls les exosomes exercent un effet thérapeutique dans un modèle expérimental de polyarthrite rhumatoïde. En revanche dans un modèle expérimental d’arthrose, les exosomes et les MPs protègent le cartilage et l’os de la dégradation et ce, de manière équivalente. Cette étude est la première preuve de concept que des exosomes et/ou des MPs isolés de CSMs ont un effet thérapeutique dans des maladies rhumatismales.

Osteoarthritis and rheumatoid arthritis are osteoarticular diseases affecting primarily cartilage and bone. They are a high public health problem because of their prevalence and absence of curative treatment. Innovating cell therapy approaches are being evaluated in the clinic for treating these diseases. They rely on the use of mesenchymal stem cells (MSCs), which display immunosuppressive and regenerative functions and could provide new hope for patients. These cells release extracellular vesicles, which are very powerful tools for intercellular communication and are classified into 3 populations: exosomes, microparticles (MPs) and apoptotic bodies. In the present study, we characterize and compare the in vitro and in vivo effects of MSC-derived exosomes and MPs. We show for the first time that exosomes and MPs exert in vitro anti-inflammatory, anti-apoptotic and chondroprotective functions. In vivo, only exosomes exert a therapeutic effect in an experimental model of inflammatory arthritis. However in a model of osteoarthritis, both exosomes and MPs protect cartilage and bone from degradation, in a similar fashion. This study provides the proof-of-concept that MSC-derived exosomes and/or MPs exert a therapeutic effect in rheumatic diseases.