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Vieillissement et microenvironnement des cellules souches

Comprendre comment les cellules souches se comportent dans leur niche permanente est d'une importance vitale pour la conception des stratégies de régénération. Des chercheurs européens étudient la modification de ce microenvironnement avec l'âge.
Vieillissement et microenvironnement des cellules souches
Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) constituent un petit stock de cellules progénitrices qui peuvent être induites et se différencier en tissu osseux, connectif ou graisseux. Cette capacité en fait des outils indispensables dans une optique régénérative. Les cellules souches mésenchymateuses se trouvent dans la moelle épinière sous une forme indifférenciée et peuvent être activées par différents signaux de stress.

La matrice extracellulaire joue un rôle central dans de nombreux processus cellulaires et dans l'homéostasie tissulaire, son constituant le plus abondant étant l'acide hyaluronique (HA). Des régions assez lâches de la matrice extracellulaire semblent abriter la différenciation de plusieurs populations de cellules souches dont les cellules souches mésenchymateuses. Les CSM possèdent des enzymes qui synthétisent et secrètent l'acide hyaluronique, un processus qui semble régulé à la hausse chez les personnes âgées.

L'hypothèse étudiée par le projet HYALSTEMAGE («Effect of controlled hyaluronan synthesis on the stemness of aged mesenchymal stem cells»), financé par l'UE, postule qu'une matrice extracellulaire enrichie en acide hyaluronique interfère avec son activité cellulaire propre et handicape le potentiel régénératif des cellules souches mésenchymateuses. Dans cette optique, les chercheurs ont étudié la différence d'expression des gènes de ces cellules souches mésenchymateuses isolées à partir de donneurs d'âges différents.

Les chercheurs ont montré que l'ajout d'acide hyaluronique dans les cultures de CSM n'avait aucune incidence sur les cellules, mais que le blocage de sa synthèse induisait un blocage de leur prolifération. En voulant observer plus en détail ce phénomène, ils ont observé un accroissement global du profil de glycosylation des protéines des cellules souches mésenchymateuses ainsi qu'une plus grande faculté à se différencier en ostéocytes. Ils en ont conclu que la synthèse d'acide hyaluronique palliait ainsi le besoin plus important en précurseurs ostéogéniques des cellules âgées.

Les observations des chercheurs d'HYALSTEMAGE soulignent ainsi l'importance de la matrice extracellulaire dans le contrôle du comportement des cellules souches et dévoilent les mécanismes potentiels impliqués dans le vieillissement. Ces résultats révèlent également la présence d'un nouveau système de détection, capable d'induire la prolifération cellulaire ou la différenciation selon la réponse aux modifications du microenvironnement.

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Mots-clés

Vieillissement, cellule souche, stratégies régénératives, cellules souches mésenchymateuses, matrice extracellulaire, hyaluronane, synthèse du hyaluronane, cellules âgées