Évaluation de la biocompatibilité in vitro de cellules souches de pulpe humaine avec des greffons allogéniques, alloplastiques et xénogéniques sous l'influence de vésicules extracellulaires

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12475 (2023) Citer cet article

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Les thérapies utilisant des cellules souches de pulpe dentaire (DPSC) ou des vésicules extracellulaires (EV) dérivées de cellules souches ont montré des applications prometteuses pour l’ingénierie des tissus osseux. Cette expérience in vitro a évalué la capacité ostéogénique conjointe des DPSC et des EV sur des greffes osseuses alloplastiques (maxresorp), allogéniques (maxgraft) et xénogéniques (cerabone). Nous émettons l'hypothèse que la différenciation ostéogénique et la prolifération des DPSC humains varient selon les greffes osseuses et sont favorables sous l'influence des EV. Les DPSC ont été obtenus à partir de dents de sagesse humaines et les EV dérivés des DPSC ont été isolés du milieu de culture cellulaire. Les DPSC ont été ensemencées sur des substituts de greffe osseuse alloplastiques, allogéniques et xénogéniques à des fins de contrôle, et les mêmes échafaudages ont été administrés avec des EV dans d'autres groupes. L'absorption cellulaire des véhicules électriques dans les cellules DPSC a été évaluée par microscopie confocale à balayage laser. La coloration de la vitalité cellulaire et la coloration à l'ester d'acétoxyméthyle de calcéine ont été utilisées pour évaluer l'attachement et la prolifération cellulaires. La morphologie cellulaire a été déterminée par microscopie électronique à balayage et la différenciation ostéogénique a été explorée par la phosphatase alcaline et la coloration au rouge alizarine. Dans les limites d’une étude in vitro sans pathologies, les résultats suggèrent que l’utilisation de substituts de greffe osseuse xénogéniques avec des DPSCS et des EV pourrait représenter une approche thérapeutique prometteuse pour les défauts osseux alvéolaires.

Les défauts osseux de la crête alvéolaire surviennent généralement à la suite d’une perte de dents, d’une inflammation, d’un traumatisme ou d’une pathologie et posent des problèmes majeurs lors de la réhabilitation dentaire ou implantaire. Les procédures d’augmentation visent ainsi à générer un volume osseux suffisant pour la pose d’implants1. Différents matériaux de greffe osseuse peuvent être utilisés pour augmenter les défauts osseux. En raison de leurs propriétés ostéogénétiques, ostéoinductives et ostéoconductrices, les greffes osseuses d'origine autologue représentent la référence en matière de traitement des défauts osseux de la mâchoire humaine, bien qu'elles soient associées à des inconvénients majeurs tels que la morbidité du côté du donneur2, les multiples interventions chirurgicales nécessaires et augmentation des temps de fonctionnement3. En plus de l'os autologue, des substituts de greffe osseuse allogéniques, xénogéniques et alloplastiques (BGS) peuvent être utilisés pour l'augmentation des défauts osseux. Les substituts osseux offrent l’avantage d’éliminer la morbidité liée au prélèvement, mais ils sont actuellement inférieurs à l’os autologue en termes d’ostéogenèse, d’ostéoinduction et d’ostéoconduction. De nombreuses recherches ont ainsi été menées pour améliorer les propriétés des BGS.

Les cellules souches mésenchymateuses multipotentes (CSM) sont des cellules souches adultes qui peuvent être isolées d'une grande variété de tissus4,5,6,7. En 2000, les CSM ont été isolées pour la première fois à partir du tissu pulpaire sain des troisièmes molaires extraites8. En plus de leurs capacités de prolifération rapide et de formation de colonies9, les MSC dérivées des DPSC ont indiqué un fort potentiel de différenciation en ostéoblastes, adipocytes, chondrocytes, odontoblastes et neurones10. Comparées aux CSM dérivées de la moelle osseuse, les DPSC ont un taux de prolifération plus élevé10, sont des cellules clonogéniques et ont un potentiel de régénération prometteur pour traiter de graves lésions tissulaires, ce qui fait des DPSC un type de cellule souche fréquemment étudié parmi les CSM en recherche. La capacité de se différencier en cellules formant des os fait des DPSC une option thérapeutique prometteuse dans la médecine régénérative de la déficience osseuse3,11.

Des preuves récentes suggèrent que les effets régénérateurs bénéfiques de la thérapie à base de cellules souches sont très probablement orchestrés par leurs processus paracrines9,12,13,14,15,16,17. Les EV sont sécrétés par les cellules de manière paracrine, sont entourés d'une structure bicouche lipidique et ont un diamètre d'environ 150 à 180 nm. Ils contiennent des substances génétiques telles que des microARN (miARN) et les EV font partie de la communication de cellule à cellule sous forme d'exosomes ou de microvésicules18,19,20,21. Les microARN sont des composants d'ARN non codants qui inhibent la traduction de l'ARNm. Ainsi, ils constituent une composante élémentaire de la prolifération cellulaire et de la différenciation cellulaire22. La spécificité cible et les gènes modulateurs des miARN sont liés à l'ostéogenèse et favorisent par conséquent la différenciation ostéogénique des CSM et induisent ainsi la régénération du tissu osseux23.