Cellules souches du muscle squelettique : étude d'une population capable de différenciation multipotente

L'utilisation des cellules souches est une approche prometteuse pour le traitement des maladies degeneratives neuromusculaires. De nombreuses etudes portent actuellement sur les cellules souches embryonnaires (ES) et les cellules pluripotentes induites par reprogrammation (IPs) dont l'utilisation en medecine regenerative reste sujette a caution a cause du potentiel de ces cellules a former des teratomes. Des lors, aussi bien les ES que les IPs necessitent une differenciation vers un type cellulaire precis. Cette differenciation peut mener a des risques supplementaires tels que la derive genique ou diverses sources de contamination.Le muscle squelettique adulte, avec sa grande plasticite et capacite regeneratrice, contient une population de cellules souches qui est specifique de ce compartiment tissulaire et qui a ete isolee et etudiee au laboratoire. Les cellules souches du muscle squelettique adulte: skeletal Muscle-Derived Stem Cells, MDSC, repeuplent et reparent en quelques jours le muscle squelettique lese avec une haute efficacite, meme en presence des cellules satellites endogenes. (Arsic et al Exp. Cell Res. 2008). Le laboratoire d'accueil a entrepris de caracteriser cette population cellulaire, en particulier par son origine histologique, de tester le potentiel de reparation tissulaire de ces cellules transplantees dans des modeles murins, et de determiner la bio-distribution de ces cellules en vue d'utilisation therapeutique.Mon travail de these s'est interesse a cette population de cellules souches issues du muscle qui ont une propriete commune : la faible adherence au substrat. La faible adherence est une propriete tres interessante car en plus de definir des cellules plus proches de l'etat pluripotent, cette propriete leur confere une grande capacite de migration. Ces cellules seraient donc plus facilement utilisables en medecine regeneratrice. Dans cette perspective il est interessant de disposer de cellules souches multipotentes qui pourrait se comporter comme des cellules pluripotentes en terme de capacite regeneratrice, mais sans les inconvenients de ces dernieres a savoir ; risque teratogene et proliferation incontrolee, et manipulation des cultures cellulaires longues et couteuses.Au debut de ma these je me suis donc interessee aux differentes populations de cellules presentes dans le muscle et je me suis concentree sur differents marqueurs connus chez les cellules souches, dont la presence a ete etablie chez differentes cellules souches y compris chez les cellules souches derivees du muscle squelettique, mais pas clairement identifies d'un point de vue histologique. Les cellules souches du muscle expriment le facteur de pluripotence Sox2, mais aussi des marqueurs d'immaturite tels que BCRP1/ABCG2, Sca-1 et SSEA1. J'ai examine leur potentiel de differenciation in vitro en plusieurs lineages tels que des cellules cardiaques specifiques (dites pacemakers), des cellules productrices d'insuline et des cellules qui presentent des marqueurs neuronaux. Je me suis egalement concentree sur les possibles applications therapeutiques grâce a l'utilisation de modeles genetiques murins et notamment dans les cas de problemes du rythme cardiaque, et du diabete insulinodependant. Pour ces etudes in vivo du potentiel reparateur des MDSC on procede a une simple injection des cellules souches derivees du muscle squelettique (MDSC). Le fait de retrouver des MDSC injectees dans les organes cibles des souris modeles pose aussi la question de la biodistribution de ces cellules dans l'organisme. J'ai donc consacre plus d'un an de mon financement doctoral pour examiner cette biodistribution et montre un recrutement cible des 48h apres injection, vers les organes ou tissus leses.