Pooled Human BM-MSCs and Hyaluronic Acid Restore Disc Matrix Homeostasis and Histological Architecture in a Rat Disc Degeneration Model of Lower Back Pain
Cette étude démontre que l'injection intradiscale de cellules stromales mésenchymateuses issues de la moelle osseuse humaine regroupées, combinées à un hydrogel d'acide hyaluronique, restaure efficacement l'homéostasie de la matrice du disque intervertébral, inverse la dégénérescence fibreuse et atténue la lombalgie dans un modèle de maladie du disque chez le rat.
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La colonne vertébrale humaine est un empilement remarquable d'os, mais entre chaque vertèbre se trouve une structure souple et amortissante appelée disque intervertébral. Ces disques agissent comme des absorbeurs de chocs, permettant à la colonne de se courber et de se tordre tout en protégeant les nerfs à l'intérieur. Avec le temps, ou après une blessure, ces coussins peuvent s'user. Le centre gélatineux, qui contient normalement de l'eau pour maintenir le disque rebondi et fonctionnel, commence à se dessécher et à rétrécir. Les cellules qui entretiennent ce gel perdent leur capacité à faire leur travail, et le tissu devient souvent rigide et cicatriciel, une condition connue sous le nom de dégénérescence discale. Ce processus est une cause majeure de douleur chronique au bas du dos, un problème qui affecte des millions de personnes et peut limiter sévèrement la vie quotidienne. Bien que les médecins disposent de nombreuses façons de gérer la douleur, comme la médication ou la chirurgie, peu de traitements arrêtent réellement les dommages ou aident le disque à se guérir lui-même. Les scientifiques explorent si des cellules vivantes, spécifiquement celles connues sous le nom de cellules stromales mésenchymateuses, pourraient être utilisées pour réparer ces disques endommagés, mais la création d'un traitement cohérent et efficace s'est avérée difficile.
Une équipe de chercheurs s'est lancée dans le test d'une stratégie spécifique pour voir s'ils pouvaient inverser ces dommages dans un modèle vivant. Ils se sont concentrés sur une thérapie appelée Stempeucel, qui combine un mélange de cellules de moelle osseuse humaine avec une substance gélatineuse appelée acide hyaluronique. L'idée était d'injecter ce mélange directement dans un disque endommagé pour voir s'il pouvait restaurer la structure naturelle du tissu et arrêter la douleur. Pour ce faire, ils ont d'abord dû trouver un moyen fiable de créer un disque endommagé dans un cadre de laboratoire qui imite la condition humaine. Après avoir testé divers outils, ils ont déterminé qu'une aiguille standard de calibre 22 était la bonne taille pour percer le disque du bas du dos d'un rat. Cette aiguille était assez grande pour causer la blessure nécessaire pour simuler la dégénérescence, mais assez petite pour éviter de causer des dommages excessifs et incontrôlés ou de laisser fuir le matériau de traitement. Ils ont utilisé cette méthode pour créer un modèle de dégénérescence discale chez des rats, induisant le même type de dégradation tissulaire et de cicatrisation que l'on observe chez l'homme.
Une fois la blessure établie, les chercheurs ont divisé les animaux en différents groupes pour tester la thérapie. Certains rats n'ont reçu aucun traitement, d'autres ont reçu uniquement le gel support, et d'autres ont reçu la thérapie cellulaire à trois intensités différentes : 5 millions, 10 millions ou 15 millions de cellules. Les cellules étaient un mélange « poolé » spécial, ce qui signifie qu'elles ont été rassemblées à partir de trois donneurs humains sains et combinées. Cette approche a été choisie pour garantir que les cellules fonctionnent de manière constante, plutôt que de dépendre des cellules d'une seule personne, dont la qualité pourrait varier. Les chercheurs ont ensuite observé les animaux sur une période de douze semaines, vérifiant non seulement l'aspect des disques sous un microscope, mais aussi la façon dont les animaux bougeaient et ressentaient la douleur. Ils ont mesuré la douleur en observant la rapidité avec laquelle les rats retiraient leur queue d'une source de lumière chaude ou comment ils réagissaient à une pression douce sur leurs pattes. Ils ont également analysé les modes de marche des animaux pour voir si leur coordination s'améliorait à mesure que le traitement faisait effet.
Les résultats ont montré que le traitement fonctionnait, particulièrement lorsque des doses plus élevées étaient utilisées. À la fin de l'étude de douze semaines, les rats ayant reçu les doses les plus élevées de thérapie cellulaire présentaient une réduction significative de la douleur et un retour aux modes de marche normaux. Lorsque les chercheurs ont examiné les disques sous un microscope, ils ont constaté que les disques traités étaient bien plus sains que les disques non traités. Le tissu avait retrouvé sa structure, et les cellules à l'intérieur avaient commencé à produire davantage de composants essentiels nécessaires à un disque sain, tels que des protéines qui retiennent l'eau et maintiennent le tissu souple. Crucialement, le traitement a aidé à inverser la cicatrisation et la rigidité qui surviennent habituellement après une blessure. Les cellules dans les disques traités ont recommencé à agir comme des cellules de cartilage saines, produisant les matériaux appropriés pour reconstruire le cœur du disque. En revanche, les disques des animaux non traités sont restés endommagés, présentant des signes de cicatrisation continue et une perte du matériel gélatineux sain.
Il est important de noter que l'étude a également examiné si le traitement causait des dommages au reste du corps. Les chercheurs ont vérifié les cerveaux, les cœurs, les poumons, les foies, les reins et les autres organes des animaux traités et n'ont trouvé aucun signe de dommage ou d'anomalie. Les cellules sont restées là où elles ont été injectées et n'ont pas causé de problèmes ailleurs. Cela suggère que la thérapie est sûre et ne déclenche pas de réactions toxiques dans le corps. Les conclusions indiquent que l'utilisation d'un mélange de cellules humaines combiné à un gel de soutien peut aider un disque endommagé à se guérir lui-même, restaurant sa forme et sa fonction tout en réduisant la douleur. Bien que l'étude ait été menée sur des rats et que les chercheurs notent que des modèles animaux plus grands seraient nécessaires avant de pouvoir être testés chez l'homme, les résultats offrent une voie prometteuse. Ce travail démontre qu'il est possible non seulement de gérer les symptômes d'un disque brisé, mais aussi d'encourager réellement le corps à réparer les dommages sous-jacents, offrant l'espoir d'un avenir où la douleur lombaire causée par l'usure des disques pourrait être traitée en aidant la colonne vertébrale à se guérir elle-même.
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