Origines & sélection de progéniteurs et cellules souches épidermiques : Un défi pour l'ingénierie tissulaire

Origins and selection of epidermal progenitors and stem cells: a challenge for tissue engineering

Département International des Peaux Reconstruites, Equipe Recherche Prospective–Cellules Souches L'OREAL, Recherche Avancée, Sciences du Vivant, Centre Charles Zviak, 90, Rue du Général Roguet, 92583 Clichy, France

Auteur de correspondance : ndeshayes@rd.loreal.com

Reçu : 15 Janvier 2008

Résumé

L'utilisation de cellules souches et progéniteurs épidermiques dans le cadre de l'ingénierie tissulaire et de la thérapie cellulaire, représente une source d'espoir et d'intérêt majeur en vue par exemple de remplacer la perte de fonctionnalité de tissus lésés ou défaillants, ou d'obtenir des équivalents de peau les plus physiologiques possible. L'utilisation de telles cellules implique de savoir obtenir et isoler des populations d'intérêt, puis d'être capable d'augmenter leur nombre par amplification en culture. Or, dès leur mise en culture, une partie du phénotype spécifique de ces cellules est perdue. De plus, peu de techniques sont disponibles pour mettre en évidence la présence de progéniteurs et/ou cellules souches en culture et donc les quantifier. Deux sources possibles de cellules souches et progéniteurs épidermiques existent aujourd'hui : l'obtention de progéniteurs épidermiques à partir de cellules souches embryonnaires (CSE) ou bien la sélection de progéniteurs et cellules souches épidermiques à partir du tissu adulte mature. Il a été démontré que les cellules "kératinocytaires-like" peuvent être dérivées de CSE ; cependant, les procédés de culture doivent encore être optimisés afin de permettre la culture de masse de populations homogènes à un stade de différenciation maîtrisé. La caractérisation fonctionnelle des populations doit également être plus profondément poussée. Pour l'utilisation de cellules souches adultes, l'obtention d'un degré de purification suffisant pour étudier cette population rare reste un défi. En effet, il est difficile de purifier les sous-populations de kératinocytes basaux et la caractérisation au niveau moléculaire des cellules souches versus les cellules progénitrices reste un défi. De plus, pour ces domaines d'application, les cellules seront inéluctablement cultivées en dehors de leur environnement / niche physiologique. Il sera donc nécessaire d'étudier l'impact de cette niche environnementale spécifique des kératinocytes de la couche basale sur le maintien des phénotypes cellulaires d'intérêt.

Abstract

The use of epidermal stem cells and their progeny for tissue engineering and cell therapy represents a source of hope and major interest in view of applications such as replacing the loss of functionality in failing tissues or obtaining physiologic skin equivalents for skin grafting. The use of such cells necessitates the isolation and purification of rare populations of keratinocytes and then increasing their numbers by mass culture. This is not currently possible since part of the specific phenotype of these cells is lost once the cells are placed in culture. Furthermore, few techniques are available to unequivocally detect the presence of skin stem cells and/or their progeny in culture and thus quantify them. Two different sources of stem cells are currently being studied for skin research and clinical applications: skin progenitors either obtained from embryonic stem cells (ESC) or from selection from adult skin tissue. It has been shown that "keratinocyte-like" cells can be derived from ESC; however, the culturing processes must still be optimized to allow for the mass culture of homogeneous populations at a controlled stage of differentiation. The functional characterization of such populations must also be more thoroughly achieved. In order to use stem cells from adult tissues, improvements must be made in order to obtain a satisfactory degree of purification and characterization of this rare population. Distinguishing stem cells from progenitor cells at the molecular level also remains a challenge. Furthermore, stem cell research inevitably requires cultivating these cells outside their physiological environment or niche. It will thus be necessary to better understand the impact of this specific environmental niche on the preservation of the cellular phenotypes of interest.