In vitro evaluation of SMILE-derived decellularized human corneal stromal lenticules as scaffolds for rabbit limbal epithelial cells
Cette étude démontre que les lenticules stromaux cornéens humains décellularisés, dérivés de la chirurgie SMILE, préservent efficacement l'architecture stromale et favorisent l'adhésion à court terme de cellules épithéliales limbiques de lapin présentant un phénotype de progéniteur, suggérant ainsi leur potentiel en tant que supports naturels pour la thérapie des cellules souches limbiques.
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La surface de l'œil repose sur une couche de peau transparente et délicate appelée cornée, qui sert à focaliser la lumière et à protéger les structures internes. Cette couche n'est pas statique ; elle se renouvelle constamment, un processus géré par une population spécialisée de cellules souches situées à la jonction où la cornée claire rencontre le blanc de l'œil. Lorsque ces cellules souches sont endommagées ou perdues à la suite d'une blessure, d'une infection ou d'une maladie, la surface de l'œil ne peut plus cicatriser correctement. Au lieu d'une peau claire, l'œil se retrouve recouvert de vaisseaux sanguins et de tissus cicatriciels, ceما entraînant la cécité. Restaurer la vision dans ces cas nécessite généralement une transplantation de tissu sain provenant d'un donneur, mais trouver un donneur compatible est difficile, et le corps rejette souvent les tissus étrangers. Les scientifiques cherchent depuis longtemps un moyen de construire une surface de remplacement en utilisant un échafaudage — un cadre sur lequel les cellules peuvent grimper et croître — en utilisant des matériaux sûrs, disponibles et capables de soutenir les cellules spécifiques nécessaires pour reconstruire la cornée.
Une source prometteuse pour un tel cadre a émergé d'une chirurgie de correction de la vue courante connue sous le nom d'extraction de lenticule par petite incision, ou SMILE. Lors de cette procédure, un chirurgien utilise un laser pour découper un minuscule morceau de tissu en forme de lentille au centre de la cornée du patient afin de corriger sa vision. Ce morceau de tissu, appelé lenticule, est habituellement jeté comme déchet médical. Les chercheurs ont réalisé que, parce qu'il s'agit de cornée humaine, ce tissu possède l'architecture naturelle et la transparence nécessaires à la réparation oculaire. La question était de savoir si ce matériau rejeté pouvait être nettoyé de ses cellules d'origine puis utilisé comme foyer pour de nouvelles cellules souches. Une équipe de chercheurs s'est lancée dans l'idée de tester cette hypothèse en prenant ces lentilles humaines rejetées, en les dépouillant de leur contenu cellulaire, et en observant si des cellules souches de lapin pouvaient s'attacher à elles et commencer à croître.
Les scientifiques ont commencé par collecter les lenticules humains rejetés provenant de patients ayant subi la procédure SMILE. Ils ont traité ces lentilles délicates avec une séquence de solutions chimiques conçues pour éliminer toutes les cellules humaines tout en laissant intactes les fibres structurelles sous-jacentes. Ce processus, connu sous le nom de décellularisation, est crucial car laisser des cellules humaines derrière elles pourrait déclencher un rejet immunitaire chez un nouvel hôte. Après le traitement, les chercheurs ont examiné les lentilles sous des microscopes puissants. Ils ont constaté que le processus de nettoyage était efficace : les cellules humaines visibles et leurs noyaux avaient été éliminés, pourtant la structure complexe et stratifiée du tissu cornéen était restée largement intacte. Les fibres de collagène, qui assurent la force et la transparence de la cornée, étaient toujours organisées en leurs feuillets parallèles naturels, bien que les espaces entre elles paraissent légèrement plus ouverts, comme si l'échafaudage avait été débarrassé de ses débris.
Ensuite, l'équipe s'est préparée à tester si ce cadre nettoyé pouvait soutenir une nouvelle vie. Ils ont récolté des cellules souches limbiques provenant des yeux de lapins, un modèle standard pour l'étude de la biologie oculaire. Ces cellules ont été cultivées dans une boîte de Pétri jusqu'à ce qu'elles se multiplient et forment une population saine. Les chercheurs ont ensuite placé ces cellules de lapin sur la surface des lentilles humaines décellularisées. Ils les ont laissées se déposer et croître pendant une période de sept à dix jours. Les résultats ont montré que les cellules étaient capables de s'attacher au tissu humain. Elles ne se contentaient pas de flotter ; elles collaient à la surface et commençaient à s'étendre, prolongeant de petites projections pour établir un contact avec la matrice sous-jacente. Cependant, la couverture n'était pas complète. Les cellules formaient de petits amas et établissaient un contact local avec l'échafaudage, mais elles ne se sont pas propagées pour former une couche continue et épaisse de nouvelle peau sur toute la surface de la lentille.
Pour comprendre quel type de cellules croissaient, les chercheurs ont utilisé des colorations spéciales pour rechercher des marqueurs spécifiques. Ils ont découvert que les cellules sur l'échafaudage exprimaient une protéine appelée p63, qui est un signe d'une cellule souche ou progénitrice — une cellule qui a le potentiel de devenir beaucoup de choses mais qui n'a pas encore pleinement mûri. Simultanément, les cellules ne présentaient pas de signes d'une protéine appelée CK3, qui apparaît lorsque les cellules cornéennes ont pleinement mûri pour atteindre leur forme finale spécialisée. Ce profil suggère que les cellules sont restées dans un état de jeunesse adaptable pendant leur présence sur l'échafaudage, plutôt que de se précipiter pour devenir une peau cornéenne pleinement différenciée. C'est un signe positif pour une thérapie par cellules souches, car l'objectif est souvent de maintenir les cellules dans un état où elles peuvent continuer à régénérer les tissus.
L'étude conclut que ces lentilles humaines rejetées peuvent être nettoyées avec succès et utilisées comme un échafaudage naturel qui soutient l'attachement et la survie à court terme des cellules souches limbiques. Le matériau préserve la structure essentielle de la cornée et ne semble pas nuire aux cellules qui s'y déposent. Cependant, les chercheurs prennent soin de noter qu'il ne s'agit que d'une première étape. Bien que les cellules se soient attachées et soient restées en vie, elles n'ont pas formé de couche de tissu complète et continue par elles-mêmes. L'étude suggère que, bien que le matériau soit un candidat viable pour de futurs traitements, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour optimiser la manière dont les cellules sont placées et nourries afin de les encourager à se propager et à couvrir l'ensemble de la surface. Ces conclusions constituent une base solide pour des investigations ultérieures, pointant vers un avenir où les déchets chirurgicaux pourraient être transformés en une ressource vitale pour restaurer la vue.
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