Évaluation du potentiel thérapeutique des cellules souches mésenchymateuses dans un modèle d'arthropathie expérimentale induite chez le cheval

Evaluation of the therapeutic potential of mesenchymal stem cells in an experimentally induced osteoarthritis model in horses

• Auteur / Autrice : Lélia Bertoni
• Direction : Magali Demoor, Fabrice Audigié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie, génétique et thérapies ostéoarticulaires et respiratoires (Saint-Contest, Calvados ; 2017-....)
• Jury : Président / Présidente : Pascal Sourdaine
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Magali Demoor, Fabrice Audigié, René Van Weeren, Hervé Petite, Ann Martens
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : René Van Weeren, Hervé Petite

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moelle osseuse

Sang de cordon ombilical

Cartilage

Médecine régénératrice

Arthrose

Cellules stromales mésenchymateuses

Cheval

Mots clés libres

Allogénique

Horse

Mesenchymal Stem Cells

Osteoarthritis

Regenerative Medicine

Umbilical Cord Blood

Bone Marrow,

Allogeneic

Résumé

’arthropathie dégénérative est une maladie ayant des répercussions socio-économiques majeures chez l’homme et le cheval. Il n’existe pour l’heure aucun traitement curatif de cette maladie, le cartilage articulaire étant dépourvu de pouvoir de cicatrisation spontané. De nombreux espoirs reposent sur l’utilisation de cellules souches mésenchymateuses (CSM), pour leur potentiel pro-régénératif et anti-inflammatoire. Le premier objectif de cette étude était d’évaluer la tolérance des CSM de sang de cordon ombilical (SCO) et de moelle osseuse (MO) dans des articulations saines. L’étude contrôlée en aveugle menée sur 12 chevaux expérimentaux a démontré que l’injection de CSM-MO provoquait significativement plus de signes de réaction inflammatoire que l’injection de CSM-SCO, et que l’injection des CSM, quelle que soit leur origine, provoquait une réaction inflammatoire discrète à modérée, supérieure à celle d’une injection de placébo, avec une grande variabilité individuelle de sensibilité à une même lignée de cellules. Le second objectif était d’évaluer l’efficacité des CSM-MO et -SCO dans un modèle d’arthropathie induite. L’étude contrôlée en aveugle menée sur 8 chevaux expérimentaux a mis en évidence une réduction significative de la progression des signes indicateurs d’arthropathie à l’imagerie après injection de CSM-MO allogéniques par rapport à l’injection du placébo. Ces résultats encourageants, à considérer à la lumière des limites des études menées, indiquent un effet bénéfique des CSM-MO allogéniques dans la prise en charge de l’arthrose chez le cheval. Ils soulignent la nécessité de poursuivre les recherches afin de confirmer ces résultats, et d’optimiser les effets des CSM à travers leur combinaison à un vecteur ou par une approche acellulaire avec administration des nanovésicules qu’elles sécrètent, et considérées être à l’origine de leurs effets thérapeutiques.

Osteoarthritis is a common cause of pain and economic loss in both humans and horses. There is currently no curative treatment for osteoarthritis, because of the lack of spontaneous regenerative capacity of the articular cartilage. Mesenchymal stem cells (MSC) based regenerative medicine comes across as a promising strategy given their pro-regenerative and anti-inflammatory potential. The first objective of this study was to evaluate the safety of umbilical cord blood (UCB) and bone marrow (BM) derived MSC in healthy joints. The blind controlled study conducted on 12 experimental horses showed that the injection of BM-MSC caused significantly more signs of inflammatory reaction than the injection of UCB-MSC, and that the injection of MSC, regardless of their origin, caused a discrete to moderate inflammatory reaction, greater than that of the placebo, with great individual variability in sensitivity to the same cell line. The second objective was to evaluate the efficacy of BM-MSC and UCB-MSC in a model of induced osteoarthritis. The blind controlled study conducted on 8 experimental horses showed a significant reduction in the progression of osteoarthritis associated signs with imaging techniques after injection of allogeneic BM-MSC compared to placebo. These promising results, to be considered in light of the limitations of the studies, indicate a beneficial effect of allogeneic BM-MSC in the management of osteoarthritis in horses. They underline the need for further research to confirm these results, and to optimize the effects of MSC through their combination with a vector or through an acellular approach with administration of the nanovesicles they secrete that ared considered to be responsible for their therapeutic effects.