La thérapie cellulaire du cartilage : bases cellulaires et moléculaires

Cell therapy in cartilage repair: cellular and molecular bases

¹ UMR-S747-Inserm-Université Paris Descartes, Signalisation et Pharmacologie du cartilage, UFR Biomédicale, 45 rue des Saints-Pères, 75006 Paris, France
² CNRS UMR 5627- Université Lyon 1, Materiaux Polymères et Biomatériaux, ISTIL, Domaine scientifique de la Doua, 15 boulevard A. Latarget, 69622 Villeurbanne Cedex, France

Auteur de correspondance : maite.corvol@univ-paris5.fr

Reçu : 8 Juin 2008

Résumé

L'augmentation de l'espérance de vie rend très urgente la mise au point de techniques de réparation des tissus lésés. Le cartilage articulaire est résistant, élastique et dure toute la vie. Il permet les mouvements des articulations et protége l'os sous-jacent contre les agressions mécaniques et traumatiques. Mais lorsqu'il est lésé, le cartilage ne se répare pas spontanément. Aucun traitement médicamenteux n'étant efficace à ce jour, il paraît licite d'agir précocement sur les lésions traumatiques du cartilage de façon à prévenir l'arthrose et reculer d'autant l'heure de la chirurgie prothétique. La thérapie cellulaire pourrait être une voie de prévention de la survenue de l'arthrose. Le cartilage ne contient qu'un seul type cellulaire, le chondrocyte qui synthétise et sécrète une abondante matrice protéique. Cette dernière assure le maintien des fonctions mécaniques du cartilage. Le concept de thérapie cellulaire consiste à combler la lésion cartilagineuse non seulement avec des chondrocytes sains, mais aussi à reconstituer la structure et les propriétés physico-chimiques de la matrice. La greffe de chondrocytes autologues est à la base de ce concept. Les recherches actuelles portent sur l'utilisation de cellules souches ou progénitrices, associées à un biomatériau "intelligent" permettant le maintien du caractère chondrogénique des cellules, l'introduction du greffon dans la lésion articulaire par des méthodes peu invasives et l'acquisition de propriétés mécaniques proches de celle du cartilage natif.

Abstract

The destruction of articular cartilage represents the outcome of most inflammatory and degenerative rheumatic diseases and leads to severe disability. Articular cartilage being unable to repair spontaneously, alterations of the joint surface often results in end-stage osteoarthritis, requiring surgical intervention and total joint replacement. This makes damaged tissues repair a major challenge in our aging society. Cartilage harbors only one cell type, the chondrocyte, which synthesizes and secretes specific matrix proteins such as type II collagen and high molecular weight proteoglycans. Matrix proteins are responsible for the conservation of the chondrocyte phenotype and the maintenance of the mechanical functions of cartilage. Development of therapeutic strategies for cartilage repair should thus comprise not only the replacement of lost cartilage cells but also that of extracellular matrix with cartilage-like properties. Different protocols are under investigation. The most commonly employed materials include transplantation of autologous osteochondral tissue. More recently, cell-based therapies using autologous mature chondrocytes or pre-chondrogenic stem cells have drawn particular attention. Tissue-engineering procedures represent the actual trend in cartilage repair. This approach combines biodegradable polymeric three-dimensional matrixes and isolated prechondrogenic stem cells. The cells are seeded within the biocompatible matrix and then implanted into the joint. Numerous non-degradable and degradable polymers, which efficiently “mimic” the natural surroundings of cartilage cells, are currently under investigation.