Différentes sources de cellules souches mésenchymateuses (CSMs) sont étudiées pour une utilisation en ingénierie cellulaire et tissulaire du cartilage : la moelle osseuse, le tissu adipeux, la gelée de Wharton, la membrane synoviale et le liquide synovial. Les CSMs issues du liquide synovial (CSMs LS), représentent un intérêt majeur de par leur localisation articulaire et leur facilité de prélèvement par ponction. L’objectif de cette étude était d’optimiser les conditions de cultures pour isoler les cellules issues du liquide synovial et de les caractériser en comparaison avec des CSMs issues de la moelle osseuse (CSMs MO).

À partir des prélèvements de liquide synovial, différentes méthodes ont été testées pour isoler les cellules : centrifugation, digestion à la collagénase B, digestion à la hyaluronidase et dilution du liquide synovial dans du milieu de culture. Après optimisation des conditions d’ensemencement, nous avons étudié l’expression des marqueurs de surface par cytométrie en flux, le taux d’expression des gènes d’intérêt du cartilage (marqueurs chondrogénique, ostéogénique et fibrotique) par PCR en temps réel, ainsi que la capacité de différenciation des cellules vers les voies chondrogénique, ostéogénique et adipogénique à la fin du deuxième passage. Dans un second temps, les CSMs de LS ont été ensemencées dans un biomatériau à base de collagène à raison de 500000 cellules par biomatériau et cultivées pendant 28jours dans un milieu témoin (1 % ITS) ou enrichi en facteur de croissance (TGF-1) dans un environnement normoxique (20 % O₂). Au sein des implants obtenus, nous avons analysé l’activité mitochondriale, le taux d’expression relative des gènes d’intérêt du cartilage et la qualité de la matrice synthétisée.

Concernant l’isolement des cellules, la dilution au 1/6 dans du milieu de culture représente la méthode la plus efficace pour obtenir un isolement correct avec une expansion rapide des cellules. L’analyse de l’expression des marqueurs de surface par cytométrie en flux a permis de mettre en évidence la présence des marqueurs caractéristiques des CSMs (CD90+, CD105+, CD73+, CD34− et CD45−). Les expressions des gènes d’intérêt du cartilage (COL2A1, SOX9, ACAN) sont similaires entre les deux types cellulaires. Cependant, les expressions de certains gènes hypertrophiques et/ou ostéogéniques sont plus faibles pour les CSMs LS (BGLAP, COL1A1, COL10A1, RUNX2, VCAN). Les CSMs LS possèdent des capacités de différenciation similaires vers les voies chondrogénique, ostéogénique et adipogénique aux CSMs de moelle osseuse. L’activité mitochondriale montre une adaptation satisfaisante de nos cellules au sein de l’implant. L’analyse de l’expression des gènes met en évidence une augmentation de l’expression des gènes d’intérêt du cartilage (col2a1, Sox9, acan) en condition TGF-ß1De plus, la matrice extracellulaire synthétisée au sein des implants est riche en protéoglycanes et en collagène.

Les CSMs du liquide synovial représentent une source cellulaire prometteuse en ingénierie cellulaire et tissulaire du cartilage. Les expressions plus faibles des marqueurs hypertrophiques et ostéogéniques suggèrent une différenciation chondrogénique moins propice à une différenciation terminale osseuse observée avec les CSMs de la moelle osseuse.

Travaux de recherche subventionnés par la Société française de rhumatologie.