Effet et applications potentielles de la culture des cellules souches mésenchymateuses de moelle osseuse en condition d’hypoxie

RésuméPar analogie avec les cellules souches hématopoïétiques (CSH), il est postulé mais non démontré formellement que les cellules souches mésenchymateuses de la moelle osseuse (CSMMO) sont situées au sein d’une niche stromale caractérisée par une faible pression partielle en O2 (PpO2). En faveur de cette hypothèse, il est démontré que les CSMMO sont parfaitement cultivables dans des conditions de PpO2 de 1 à 8 % qui augmentent leur capacité de prolifération. Sachant que le faible nombre de CSMMO est limitant en thérapeutique pour produire des cellules différenciées, leur amplification en conditions « physiologiques » d’hypoxie pourrait être utile. Cette approche se traduit cependant par des effets sur le « transcriptome », sur le métabolisme et sur le potentiel de différenciation des CSMMO. Or l’utilisation de ces cellules est préconisée en thérapeutique pour leurs fonctions anti-inflammatoires vérifiées in vitro et in vivo, et à un moindre degré en médecine régénératrice pour la substitution tissulaire. Les effets potentiels de l’hypoxie sur les fonctions et les applications thérapeutiques des CSMMO sont discutés dans cette revue.

As for hemopoietic stem cells, it is thought although not formally demonstrated that bone marrow mesenchymal stem cells (BMMSC) reside in a specific microenvironment or niche characterized by a low O2 tension. In support of this hypothesis is the observation that MSC can be amplified in vitro under 1–8% O2 while retaining multipotent capacities. Culture in hypoxic condition may therefore be useful in therapy as the low number of MSC is a major limitation to their use in regenerative medicine and to a lesser extent in the treatment of some autoimmune and overt inflammatory diseases. However hypoxia may modify MSC with significant effects on their metabolism and gene expression hence modifications in their differentiation abilities to mature in specialized cells. This review discusses the various effects of hypoxia on the fate and behavior of MSC and potential clinical applications of culture under hypoxic conditions in regenerative medicine and immune/inflammatory disorders.