Potentiel thérapeutique des cellules souches mésenchymateuses humaines dans les lésions cutanées radioinduites

Therapeutic effect of human mesenchymal stem cells in skin after radiation damage

¹ Service de Génomique Fonctionnelle, CEA, 2, rue Gaston Crémieux, Evry, 91057 France
² EA2541, Université d'Evry Val d'Essonne
³ LTCRA Laboratoire de Thérapie Cellulaire et de Radioprotection Accidentelle IRSN/DRPH/SRBE, BP 17, 92262, Fontenay aux Roses France
⁴ UMR CEA INRA Radiobiologie et Étude du Génome, Jouy en Josas, France

Auteur de correspondance : michele.martin@cea.fr

Reçu : 19 Octobre 2005

Résumé

Les connaissances récentes acquises sur les cellules souches adultes permettent d'envisager des applications de thérapie cellulaire pour la cicatrisation cutanée. Les cellules mésenchymateuses (CSM), issues de la moelle osseuse, sont des cellules candidates pour une telle application car elles sont multipotentes. Après un traitement anticancéreux par radiothérapie, les séquelles cutanées sont fréquentes et posent des problèmes thérapeutiques non résolus. Nous avons donc testé chez la Souris NOD/SCID la capacité de CSM d'origine humaine à participer à la cicatrisation d'une peau irradiée. Dans ce modèle, une lésion cutanée sur une patte arrière est obtenue par une exposition à 30 Gy de rayons γ. Le pic de lésions est situé autour de la troisième semaine et la cicatrisation est complète à treize semaines. Les CSM humaines sont injectées par voie intraveineuse vingt quatre heures après irradiation. L'analyse du score clinique montre une diminution significative de la sévérité des lésions chez les souris greffées. Six semaines après l'exposition, la présence de cellules dérivées des CSM humaines est détectée dans les zones cicatricielles par PCR quantitative et en histologie. Ces premiers résultats montrent que les CSM injectées par voie intraveineuse sont capables de migrer vers une lésion cutanée et de participer directement à sa réparation. Ils ouvrent des perspectives de thérapie cellulaire par les CSM pour la cicatrisation cutanée.

Abstract

Over 50% of all cancer patients presently receive radiotherapy at one stage in their treatment course. Inevitably skin is one of the most frequently damaged tissue due to its localization and constant turn-over. Our present goal is to reduce radiation-induced complications in human skin through stem cell therapy, particulary in human epidermis. Mesenchymal Stem Cells (MSCs) have been shown to be multipotent cells able to engraft in many tissues after injury. Herein, we isolated human MSCs and tested their capability to improve skin wound healing after irradiation. This potential was assessed in NOD/SCID mice which received 30 Gy locally on the thigh. This dose caused within 3 weeks local epidermis necrosis which was repaired within 13 weeks. MSCs were intravenously injected in irradiated mice 24 hours after exposure. Clinical scoring throughout 6 weeks gave indications that human MSCs reduced the extent of damage and accelerated the wound healing process. We show by quantitative qPCR and histological studies the presence of human MSCs derived cells into the scar. Human MSCs homed to the damaged skin and participated to the wound healing process. These results open prospects for cellular therapy by MSCs in irradiated epithelial tissues and could be extended to the whole general field of cutaneous cicatrization, particularly after burns.