Utilisation des cellules souches olfactives et de leurs vésicules extracellulaires dans la régénération des nerfs périphériques

Using olfactory stem cells and their extracellular vesicles in peripheral nerve regeneration

• Auteur / Autrice : Charlotte Jaloux
• Direction : François Féron, Régis Legré
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie santé. Neurosciences
• Date : Soutenance le 19/09/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Sciences de la vie et de la santé (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de neurophysiopathologie
• Jury : Président / Présidente : Dominique Figarella-Branger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Layrolle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphanie Dakpé, Isabelle Auquit-Auckbur
• DOI : 10.70675/7fb36400zdf54z430fza6f8z6b1d2a21a958

Mots clés

Mots clés contrôlés

Transplantation de cellules souches mésenchymateuses

Système nerveux -- Régénération (biologie)

Système nerveux -- Lésions et blessures

Vésicules extracellulaires

Nerfs périphériques

Cellules souches

Mots clés libres

Cellules souches olfactives

Ecto-Mésenchymateuses

Vésicules extracellulaires

Nerfs périphériques

Traumatisme

Mésenchymateuses

Olfactory stem cells

Ecto-Mesenchymal

Mesenchymal

Peripheral nerve

Extracellular vesicles

Injury

Résumé

Les traumatismes des nerfs périphériques (NP) peuvent être responsables d’invalidité et d’une diminution de la qualité de vie des patients. Plusieurs études ont démontré que la transplantation de cellules souches mésenchymateuses est une bonne stratégie pour améliorer la régénération nerveuse. Les cellules souches olfactives ecto-mésenchymateuses (CSOEM) présentent une activité mitogène élevée, détiennent un fort potentiel de différenciation vers des lignées neurales, sont facilement accessibles et prélevables de manière peu invasive (peu douloureux, aucun trouble de l’olfaction). Nous avons démontré que la greffe de CSOEM accélère et améliore la récupération locomotrice après une perte de substance du nerf péronier chez le rat (article 1), avec une restauration partielle du phénotype contractile des muscles et une augmentation de l’axogenèse. Les cellules greffées ne migrent pas dans d’autres organes et demeurent localisées dans le NP.Nous avons optimisé le procédé de fabrication des cellules souches olfactives humaines et validé leur production dans des conditions de grade clinique, en respectant les critères de bonne fabrique du médicament (article 2). La greffe de CSOEM pour la réparation du système nerveux périphérique est considérée comme un médicament de thérapie innovante. Des modifications sur la dissociation, le milieu de culture et la prolifération ont été apportées au protocole utilisé classiquement pour fabriquer dans des conditions stériles, avec des produits d’origine synthétique ou humaine. Les vésicules extracellulaires (VEC) favorisent la différenciation en neurones et la croissance des prolongements axonaux de la lignée de neuroblastes N2A in vitro.

Peripheral nerve injuries can result in disabilities, loss of function and reduced quality of life for patients. Several studies showed that mesenchymal stem cell graft is a good strategy to improve nerve regeneration. Olfactory ecto-mesenchymal stem cells (OEMSC) have high mitotic activity, display a strong potential for differentiation into neural lineages and are genetically stable. These cells are easily accessible, can be harvested in a minimally invasive manner (no pain, no olfaction impairment). We demonstrated that OEMSC transplantation accelerates and improves locomotor recovery after peroneal nerve loss in rats (article 1), with a partial restoration of the muscular contractile phenotype and an increase in axogenesis. The grafted stem cells do not migrate to other organs and remain localized in the peripheral nerve. We developed a method to optimize the purification process of human OEMSCs and to validate their production under clinical grade conditions, while respecting the criteria of good manufacturing practices (article 2). Indeed, the grafting of OEMSCs for peripheral nerve repair is considered an advanced therapy medicinal product (ATMP). Major modifications concerning dissociation, culture medium and proliferation were made to the protocol traditionally used for cell culture in a basic research laboratory, under sterile condition, with products of synthetic or human origin. In addition to these stem cells, we were interested in the extracellular vesicles (EV) that they produce, and which constitute the paracrine substrate of their effectiveness. When tested in vitro, EVs enhance neuronal differentiation and axonal growth of the N2A neuroblast line.