Réponse des chondrocytes humains à la bone morphogenetic protein-2 après leur dédifférenciation in vitro : utilisation potentielle de la bone morphogenetic protein-2 pour la thérapie cellulaire du cartilage

RésuméBut de l’étudeLe cartilage est un tissu au potentiel de cicatrisation spontané très limité. La transplantation de chondrocytes autologues (TCA) est une technique mondialement utilisée pour le traitement de lésions limitées de cartilage articulaire. Cependant, cette approche implique au préalable une amplification des chondrocytes sur plastique, ce qui entraîne leur dédifférenciation. Ce phénomène se traduit notamment par une perte de l’expression du collagène de type II, protéine majoritaire du cartilage. Le défi actuel de la TCA est de fournir au patient des cellules au phénotype bien différencié. L’objectif de cette étude a été de tester la capacité de la bone morphogenetic protein (BMP)-2, à redifférencier des chondrocytes humains après leur amplification in vitro.Matériels et méthodesLes chondrocytes ont été extraits à partir de cartilage de septum nasal obtenu lors de septoplastie. Après un, deux ou trois passages d’amplification en monocouche sur plastique, la BMP-2 a été ajoutée au milieu de culture. L’évolution du phénotype a été suivie en analysant par PCR l’expression de gènes codant différentes protéines de référence : procollagène de type II avec rapport des isoformes IIB/IIA, Agrécanne, Sox9, Ostéocalcine et procollagène de type I.RésultatsNos résultats montrent que la BMP-2 est capable de stimuler l’expression chondrogénique des chondrocytes amplifiés sans stimuler d’expression ostéoblastique. Cependant, l’activité stimulatrice de la BMP-2 diminue avec les passages.ConclusionL’efficacité d’un traitement par TCA pourrait être améliorée en administrant des cellules préalablement cultivées en présence de BMP-2.

Aim of the studyCartilage has a limited capacity for healing after trauma. Autologous chondrocyte implantation is widely used for the treatment of patients with focal damage to articular cartilage. Chondrocytes are isolated from biopsy specimen, cultured in monolayers on plastic then transplanted over the cartilage defect. However, chondrocyte amplification on plastic triggers their dedifferentiation. This phenomenon is characterized by loss of expression of type II collagen, the most abundant cartilage protein. The challenge for autologous chondrocyte implantation is to provide patients with well-differentiated cells. The aim of the present study was to test the capability of bone morphogenetic protein (BMP)-2 to promote redifferentiation of human chondrocytes after their expansion on plastic.Materials and methodsChondrocytes extracted from nasal cartilage obtained after septoplasty were serially cultured in monolayers. After one, two or three passages, BMP-2 was added to the culture medium. The cellular phenotype was characterized at the gene level by using RT-PCR. The expression of genes coding for type II procollagen with the ratio of IIB/IIA forms, aggrecan, Sox9, osteocalcin and type I procollagen was monitored.ResultsOur results show that BMP-2 can stimulate chondrogenic expression of the chondrocytes amplified on plastic, without inducing osteogenic expression. However, this stimulatory effect decreases with the number of passages.ConclusionThe efficiency of autologous chondrocyte implantation could be improved by using chondrocytes treated with BMP-2 during their in vitro preparation.