Publié : 2023 | Dernière mise à jour : mai 2026

Cellules souches mésenchymateuses humaines (CSMH)

1. Caractéristiques générales des cellules souches mésenchymateuses

Cette section traite des propriétés générales des cellules souches mésenchymateuses, qui comprennent :

• Multipotence

  Les CSM sont des cellules souches multipotentes. Elles ont la capacité de se différencier en plusieurs types cellulaires, ce qui en fait un outil de recherche précieux pour la médecine régénérative.

• Auto-renouvellement

  À l'instar d'autres cellules souches, les cellules souches mésenchymateuses possèdent une capacité d'auto-renouvellement, ce qui permet de maintenir une source stable de cellules souches sur une longue période.

• Potentiel immunomodulateur

  Les CSM exercent un effet immunomodulateur et sont donc utilisées dans le traitement de différentes maladies auto-immunes.

• Immunogénicité

  En général, les CSM présentent un faible niveau d'immunogénicité, ce qui réduit le risque de rejet immunitaire lors d'une greffe. Cependant, cela peut varier d'un type à l'autre.

• Disponibilité et accessibilité

  Les CSM peuvent être isolées à partir de divers tissus, notamment la moelle osseuse, le tissu adipeux et le tissu du cordon ombilical, ce qui les rend facilement disponibles pour la recherche et les applications thérapeutiques.

2. Informations sur la culture des cellules souches mésenchymales

Pour gérer et manipuler efficacement les cultures de cellules souches mésenchymateuses, il est impératif d'avoir une compréhension approfondie des informations suivantes relatives à la culture des CSM. Ces connaissances ne faciliteront pas seulement votre travail, mais accéléreront également l'avancement de vos recherches.

Points clés pour la culture des cellules souches mésenchymateuses

Temps de doublement :

Le temps de doublement de la population varie selon les différents types de CSM. Il peut aller de 15,8 à 41,9 heures [2].

Adhérentes ou en suspension :

Les cellules souches mésenchymateuses sont adhérentes.

Densité d'ensemencement :

La densité d'ensemencement recommandée pour les CSM est comprise entre 1 et 3 x 10^⁴ cellules/cm². Pour l'ensemencement, les cellules sont rincées avec du PBS 1x (tampon phosphate salin) et incubées avec de l'Accutase (solution de repiquage) pendant environ 10 minutes à température ambiante. Après le détachement des cellules, on ajoute le milieu de culture, puis on centrifuge les cellules. Ensuite, le culot cellulaire est soigneusement remis en suspension, et les cellules sont transférées dans une nouvelle fiole de culture contenant du milieu de culture frais.

Milieu de croissance :

Milieu Alpha MEM contenant 0,1 ng/ml de bFGF (facteur de croissance basique des fibroblastes), 2,0 mM de glutamine stable, des ribonucléosides, des désoxyribonucléosides, 1,0 mM de pyruvate de sodium et 2,2 g/L de NaHCO3 est utilisé pour la culture des cellules souches mésenchymateuses. Le milieu doit être renouvelé tous les 2 à 3 jours. 

Conditions de culture :

Les cultures de cellules souches mésenchymateuses sont conservées dans un incubateur humidifié à une température de 37 °C et avec 5 % de CO₂.

Conservation :

Les cellules souches mésenchymateuses peuvent être conservées en phase vapeur d'azote liquide ou à une température inférieure à -150 °C pour une conservation à long terme.

Procédé et milieu de congélation :

Les milieux de congélation CM-1 ou CM-ACF sont utilisés pour conserver les cellules souches mésenchymateuses. On utilise généralement un processus de congélation lente, ne permettant qu'une baisse de température de 1 °C par minute. Cela permet de préserver la viabilité des cellules.

Procédé de décongélation :

Les CSM congelées sont légèrement immergées dans un bain-marie préréglé à 37 °C pendant environ 60 secondes. Ensuite, un milieu de culture frais est ajouté, les cellules sont remises en suspension et centrifugées. Cette étape permet d'éliminer les composants du milieu de congélation des cellules. Le culot cellulaire obtenu est ensuite ajouté au milieu de croissance, et les cellules sont réparties dans de nouvelles flacons pour la culture.

Niveau de biosécurité :

Un laboratoire de niveau de biosécurité 1 est requis pour manipuler et entretenir les cultures de cellules souches mésenchymateuses.

3. Différents types de cellules souches mésenchymateuses et leurs caractéristiques principales

Il existe de nombreux types de cellules souches mésenchymateuses en fonction de leur source. Les trois principaux types de CSM sont abordés dans cette section de l'article.

3.1 Cellules souches mésenchymateuses dérivées du tissu adipeux

• Les cellules souches mésenchymateuses dérivées du tissu adipeux (AD-MSC) sont un type de cellules souches mésenchymateuses extraites du tissu adipeux ou graisseux.
• Elles sont présentes en abondance dans le tissu adipeux, et leur extraction est relativement facile grâce à une procédure mini-invasive appelée liposuccion.
• Elles sont moins susceptibles de provoquer une réponse immunitaire lors d'une greffe allogénique.
• Ces cellules présentent un fort potentiel adipogénique, ce qui signifie qu'elles ont une forte tendance à se différencier en adipocytes (cellules graisseuses) par rapport à d'autres types de cellules souches mésenchymateuses.

Publié : 2023 | Dernière mise à jour : mai 2026

Cellules souches mésenchymateuses issues du cordon ombilical

• Les cellules souches dérivées du cordon ombilical (UC-MSC) sont obtenues à partir du tissu du cordon ombilical.
• Le tissu du cordon ombilical est facilement accessible pour l'extraction de cellules souches après l'accouchement.
• Tout comme les CSM-MO, les cellules souches du cordon ombilical nécessitent également une compatibilité HLA entre le receveur et le donneur pour la greffe, afin d'éviter toute réponse immunitaire.
• Elles présentent une plus grande tendance à la différenciation neurale et constituent donc de précieux outils pour la recherche neurologique.

4. Applications des cellules souches mésenchymateuses en recherche

Les cellules souches mésenchymateuses (MSC) sont largement utilisées dans la recherche biomédicale en raison de leur important potentiel thérapeutique. Quelques applications prometteuses de différents types de MSC sont mentionnées dans cette section.

• Recherche en médecine régénérative : les cellules souches mésenchymateuses sont des cellules multipotentes ; elles ont le potentiel de se différencier en divers types de cellules, telles que les cellules cartilagineuses, osseuses, musculaires et adipeuses. Elles sont donc utilisées en médecine régénérative pour réparer et remplacer des tissus lésés ou endommagés. Les applications régénératives des CSM sont principalement observées dans les lésions cutanées, osseuses et musculo-squelettiques. Par exemple, une étude menée par Helena Debiazi Zomer et ses collègues en 2020 a montré que les cellules souches mésenchymateuses dérivées des tissus adipeux (CSM-AD) sont capables d'accélérer la cicatrisation des plaies cutanées chez des modèles murins. Elles stimulent l'angiogenèse et le remodelage de la matrice extracellulaire afin de favoriser la formation d'une cicatrice de meilleure qualité, ressemblant à une peau saine normale, par rapport au groupe témoin [3]. La recherche a également mis en évidence les propriétés de réparation des lésions osseuses des cellules souches mésenchymateuses dérivées du cordon ombilical. Elles exercent des effets réparateurs en favorisant l'angiogenèse, l'ostéoclastogenèse et la mobilisation des CSM de l'hôte, ou en se différenciant en cellules de type ostéoblastes [4].
• Maladies/troubles du système immunitaire : Les cellules souches mésenchymateuses exercent des effets immunomodulateurs. Elles ont tendance à réguler les réponses immunitaires et à réduire l'inflammation. Elles sont donc utilisées pour traiter les maladies auto-immunes, telles que la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose en plaques, les maladies inflammatoires chroniques de l'intestin, etc. Une étude a exploré l'effet immunomodulateur des cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse sur les lymphocytes T du sang périphérique prélevés chez des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde. Les cellules BM-MSC exercent un effet inhibiteur sur les lymphocytes T et suppriment les cytokines impliquées dans la physiopathologie de la polyarthrite rhumatoïde [5].
• Recherche neurologique et cardiovasculaire : Les CSM présentent un potentiel significatif pour des applications en recherche neurologique et cardiovasculaire. Elles sont utilisées pour traiter plusieurs troubles neurodégénératifs, notamment la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. De plus, elles sont employées dans le traitement des maladies cardiovasculaires car elles réparent les tissus cardiaques endommagés ou lésés après des événements cardiaques. Par ailleurs, les CSM favorisent également l'angiogenèse et sont donc précieuses dans la recherche cardiovasculaire. Une telle étude a exploré le potentiel thérapeutique des cellules souches mésenchymateuses dérivées du tissu adipeux et de la moelle osseuse dans un modèle d'infarctus aigu du myocarde (IM). L'étude a révélé que ces deux sources sont tout aussi bénéfiques pour la régénération des tissus cardiaques et la réduction de la fibrose [6]. Il est intéressant de noter qu'une recherche menée en 2022 a révélé que les cellules souches mésenchymateuses dérivées du cordon ombilical humain (UC-MSC) exercent des effets neuroprotecteurs dans des modèles murins de la maladie de Parkinson en régulant les micro-organismes intestinaux. Le modèle murin a présenté une amélioration de la fonction locomotrice après une transplantation intranasale d'UC-MSC [7].

Références

1. Ding, D.C., W.C. Shyu et S.Z. Lin, « Mesenchymal stem cells ». Cell Transplant, 2011. 20(1) : p. 5-14.
2. Zhan, X.-S., et al., Étude comparative des caractéristiques biologiques et des profils transcriptomiques des cellules souches mésenchymateuses issues de différents tissus canins. International journal of molecular sciences, 2019. 20(6) : p. 1485.
3. Zomer, H.D., et al., Les cellules stromales mésenchymateuses issues des tissus dermiques et adipeux induisent la polarisation des macrophages vers un phénotype pro-réparateur et améliorent la cicatrisation des plaies cutanées. Cytotherapy, 2020. 22(5) : p. 247-260.
4. Kosinski, M., et al., Réparation de lésions osseuses à l'aide d'un substitut osseux soutenu par des cellules souches mésenchymateuses dérivées du cordon ombilical. Stem Cells International, 2020. 2020.
5. Pedrosa, M., et al., Effet immunomodulateur des cellules stromales/souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse humaine sur les lymphocytes T du sang périphérique de patients atteints de polyarthrite rhumatoïde. Journal of tissue engineering and regenerative medicine, 2020. 14(1) : p. 16-28.
6. Omar, A.M., et al., Étude comparative du potentiel thérapeutique des cellules souches mésenchymateuses dérivées du tissu adipeux et de la moelle osseuse sur un modèle d’infarctus aigu du myocarde. Oman Med J, 2019. 34(6) : p. 534-543.
7. Sun, Z., et al., Les cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain améliorent la fonction locomotrice dans un modèle murin de la maladie de Parkinson en régulant les micro-organismes intestinaux. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 2022. 9 : p. 808905.