Les lombalgies causées par discopathie dégénérative pourraient être traitées par régénération du nucleus pulposus (NP). L’utilisation des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) en thérapie cellulaire, repose sur leur capacité de différenciation en cellule nucléopulpogénique. In vitro, la stimulation continue et prolongée des CSM par des facteurs de croissance (FC), entraîne l’expression de gènes spécifiques du NP. L’objectif de l’étude était d’identifier la durée de stimulation minimum des CSM nécessaire pour induire l’expression des gènes NP-like in vitro.

Des CSM issues de la moelle osseuse de 6 patients, encapsulées dans un hydogel de structure (alginate), sont cultivées en hypoxie (2 % O₂) en présence de quatre milieux différents – deux non différenciants, milieu de base (MB) ou enrichi (ME) et deux differenciants, contenant un FC ou une association de trois FC (FCx3). Après 4, 8 ou 12jours dans ces conditions, les CSM sont remises en MB jusqu’à 21jours. Les billes d’alginate sont ensuite lysées pour réaliser une RTqPCR sur les gènes NP-like Aggrecan (Agg), collagene 2 (Coll-2), Sox-9 et ostéoblastiques osteoclacine (OC), phosphatase alcaline (PAL) et collagene 1 (Coll-1). Les niveaux d’expression des gènes sont comparés entre les différentes conditions par le test de comparaisons multiples de Tukey (p<0,05).

Après 4 et 8jours de culture, une expression supérieure d’Agg et Coll-2 apparaît en présence de FCx3 par rapport aux autres conditions. À j12 le niveau d’expression d’Agg et Coll-2 est significativement supérieur pour les cellules cultivées en FCx3 par rapport aux milieux MB et ME. L’expression de Sox-9 est la plus élevée à j12 en condition FCx3. Il n’y a pas d’induction d’expression significative des gènes ostéoblastiques pour les cellules cultivées en présence de FC par rapport aux autres milieux. L’expression d’ALP et de Coll-1 tend, toutefois, à augmenter à 12jours de stimulation par les FC.

La stimulation prolongée des CSM n’étant pas compatible avec leur utilisation clinique en thérapie cellulaire, il est primordial de définir une durée minimum conduisant à l’expression des gènes nucléopulpogéniques. Alors que 8jours permettent uniquement l’expression des gènes nucléopulpogéniques, 12jours semblent également mener à l’expression des gènes ostéoblastiques.

Dans un système de culture tridimensionnel et en hypoxie, une stimulation précoce par trois FC induit un phénotype NP-like qui perdure sans induire de phénotype ostéoblastique. Ces données mèneront à l’évaluation des CSM, ainsi pré-activées, sur un modèle de dégénérescence discale gros animal.