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Thérapie cellulaire par cellules souches mésenchymateuses d’une atteintemulti-organes induite par une irradiation gamma : un modèle expérimental

Published online by Cambridge University Press:  19 September 2007

S. François
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
M. Mouiseddine
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
A. Semont
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
J. Frick
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
A. Saché
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
D. Thierry
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
P. Voisin
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
N.-C. Gorin
Affiliation:
Laboratoire de Thérapie Cellulaire et Radioprotection Accidentelle, EA 1638, Faculté de Médecine Saint-Antoine, Université Paris VI Pierre et Marie Curie, 27 rue de Chaligny, 75012 Paris, France Service d’Hématologie et de Thérapie cellulaire, Hôpital Saint-Antoine, 75012 Paris, France
P. Gourmelon
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
A. Chapel
Affiliation:
IRSN, Direction de la radioprotection de l’Homme, B.P. 17, 92262 Fontenay-aux-Roses Cedex, France
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Abstract

Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont présentes dans divers tissus de l’organisme adulte dont la moelle osseuse. In vitro, les CSM peuvent se différencier en de nombreux types cellulaires du mésoderme, de l’endoderme et de l’ectoderme ; in vivo, elles ont la capacité de migrer vers un organe lésé. Il existe cependant peu d’informations sur le devenir et le potentiel thérapeutique lors de l’injection de ces cellules souches dans un organisme ayant subit une irradiation accidentelle ou thérapeutique. Nos travaux ont permis de mettre en évidence la répartition spatiale et le taux de prise de greffe des CSM injectées par voie intraveineuse (IV) dans un organisme en fonction de la configuration pour une irradiation gamma. Les CSM ont été isolées à partir de moelle osseuse humaine (CSMh) et injectées à des souris immunodéficientes 24 heures après irradiation. Nous avons mis au point trois types de configurations, une configuration d’irradiation corps entier (ICE) à une dose sublétale de 3,5 Gy et deux configurations d’irradiations localisées, pour lesquelles les souris reçoivent une dose locale totale de 8 Gy au niveau de l’abdomen ou de 30 Gy au niveau de la patte droite postérieure. Le taux d’implantation des CSMh dans les différents organes de l’organisme 15 jours après irradiation a été quantifié par amplification du gène humain de la bêta-Globine par PCR. Puis leur localisation in situ a été mise en évidence par marquage immuno-histochimique de la bêta-2-microglobuline humaine sur des sections d’organes murins possédant de l’ADN humain. En absence d’irradiation, les CSMh ont été détectées en très faible quantité. En revanche, le taux de CSMh implantées est plus important au niveau des zones irradiées à forte dose, suggérant que la colonisation des CSMh dans les tissus après irradiation est dépendante de la configuration d’irradiation. L’implantation des CSMh dans les organes n’appartenant pas aux zones surexposées évoque un état inflammatoire généralisé radio-induit. Cette observation met en avant l’existence d’un effet à distance (abscopal) des atteintes tissulaires locales radio-induites. L’ensemble de nos résultats suggère que la thérapie cellulaire par les CSM pourrait être utilisée pour la régénération des tissus normaux lésés suite à une irradiation accidentelle ou chez les patients soumis à une radiothérapie.

Type
Research Article
Copyright
© EDP Sciences, 2007

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References

Bensidhoum, M., Chapel, A., François, S., Mazurier, C., Bouchet, S., Bertho, J.M., Gourmelon, P., Thierry, D., Lopez, M. (2004) Homing of in vitro expanded STRO1- or STRO1+ human mesenchymal stem cells into the NOD/SCID mouse and their role in supporting human CD34 cell engraftment, Blood 103, 3313-3319. CrossRef
Bertho, J.M., Prat, M., Frick, J., Demarquay, C., Gaugler, M.H., Dudoignon, N., Clairand, I., Chapel, A., Gorin, N.C., Thierry, D., Gourmelon, P. (2005) Application of autologous hematopoietic cell therapy to a nonhuman primate model of heterogeneous high-dose irradiation, Radiat. Res. 163, 557-570. CrossRef
Chapel, A., Bertho, J.M., Bensidhoum, M., Fouillard, L., Young, R.G., Frick, J., Demarquay, C., Cuvelier, F., Mathieu, E., Trompier, F., Dudoignon, N., Germain, C., Mazurier, C., Aigueperse, J., Borneman, J., Gorin, N.C., Gourmelon, P., Thierry, D. (2003) Mesenchymal stem cells home to injured tissues when co-infused with hematopoietic cells to treat a radiation-induced multi-organ failure syndrome, J. Gen. Med. 5, 1028-1038. CrossRef
Deans, R.J., Moseley, A.B. (2000) Mesenchymal stem cells: biology and potential clinical uses, Exp. Hematol. 28, 875-884. CrossRef
Djouad, F., Plence, P., Bony, C., Tropel, P., Apparailly, F., Sany, J., Le Noe, D., Jorgensen, C. (2003) Immunosuppressive effect of mesenchymal stem cells favors tumor growth in allogeneic animals, Blood 102, 10. CrossRef
François S. (2006) Étude de la capacité plastique des cellules souches mésenchymateuses humaines après irradiation du tissu receuveur: approche thérapeutique de l'atteinte multi-organe radio-induite, thèse de l’université de Versailles/Saint-Quentin-en-Yvelines.
François, S., Mouiseddine, M., Sache, A., Mathieu, N., Semont, A., Voisin, P., Thierry, D., Chapel, A. (2006a) Les cellules mésenchymateuses favorisent la cicatrisation des lésions cutanées radio-induites, Radioprotection 41, 441-454. CrossRef
François, S., Bensidhoum, M., Mouiseddine, M., Mazurier, C., Allenet, B., Semont, A., Frick, J., Saché, A., Bouchet, S., Thierry, D., Gourmelon, P., Gorin, N.C., Chapel, A. (2006b) Local irradiation not only induces homing of human mesenchymal stem cells at exposed sites but promotes their widespread engraftment to multiple organs: a study of their quantitative distribution after irradiation damage, Stem Cells 24, 1020-1029. CrossRefPubMed
François, S., Bensidhoum, M., Mouiseddine, M., Mazurier, C., Allenet, B., Semont, A., Frick, J., Saché, A., Bouchet, S., Thierry, D., Gourmelon, P., Gorin, N.C., Chapel, A. (2007) Human mesenchymal stem cells favour healing of the cutaneous radiation syndrome in a xenogenic transplant model, Ann. Hematol. 86, 1-8. CrossRef
Gourmelon, P., Marquette, C., Agay, D., Mathieu, J., Clarencon, D. (2005) Involvement of the central nervous system in radiation-induced multi-organ dysfunction and/or failure, BJR Suppl. 27, 62-68. CrossRef
Grimm, P.C., Nickerson, P., Jeffery, J., Savani, R.C., Gough, J., McKenna, R.M., Stern, E., Rush, D.N. (2001) Neointimal and tubulointerstitial infiltration by recipient mesenchymal cells in chronic renal-allograft rejection, N. Engl. J. Med. 345, 93-97. CrossRef
Hirama, T., Tanosaki, S., Kandatsu, S., Kuroiwa, N., Kamada, T., Tsuji, H., Yamada, S., Katoh, H., Yamamoto, N., Tsujii, H., Suzuki, G., Akashi, M. (2003) Initial medical management of patients severely irradiated in the Tokai-mura criticality accident, Br. J. Radiol. 76, 246-253. CrossRef
Monti, P., Wysocki, J., van der Meeren, A., Griffiths, N.M. (2005) The contribution of radiation-induced injury to the gastrointestinal tract in the development of multi-organ dysfunction syndrome or failure, BJR Suppl. 27, 89-94. CrossRef
Mouiseddine M., Francois S., Semont A., Saché A., Frick J., Thierry D., Chapel A. (2007) Human mesenchymal stem cells home specifically to radio-injured tissues in a non-obese diabetes/severe combined immunodeficiency mouse model, Br. J. Radiol. (à paraître).
Miura, M.Y., Miura, Y., Padilla-Nas, H.M., Shi, S. (2006) Accumulated chromosomal instability in murine bone marrow mesenchymal stem cells leads to malignant transformation, Stem. Cells 24, 1095-1103. CrossRefPubMed
Pittenger, M.F., Mackay, A.M., Beck, S.C., Jaiswal, R.K., Douglas, R., Mosca, J.D., Moorman, M.A., Simonetti, D.W., Craig, S., Marshak, D.R. (1999) Multilineage potential of adult human mesenchymal stem cells, Science 284, 143-147. CrossRef
Rojas, M., Xu, J. (2005) Bone marrow-derived mesenchymal stem cells in repair of the injured lung, Am. J. Respir. Cell Mol. Biol. 33, 145-152. CrossRef
Rubio, D., Garcia-Castro, J., Martin, M.C., Bernad, A. (2005) Spontaneous human adult stem cell transformation, Cancer Res. 65, 3035-3039. CrossRef
Semont, A., François, S., Mouiseddine, M., Demarquay, C., Frick, J., François, A., Thierry, D., Chapel, A. (2006) Mesenchymal stem cells increase self-renewal of the small intestinal epithelium and accelerate structural recovery after radiation injury, Adv. Exp. Med. Biol. 585, 19-30. CrossRef
Snyder, A.R. (2004) Review of radiation-induced bystander effects, Hum. Exp. Toxicol. 23, 87-89. CrossRef
Tang, Y.L., Zhao, Q., Zhang, Y.C., Cheng, L., Liu, M., Shi, J., Yang, Y.Z., Pan, C., Ge, J., Phillips, M.I. (2004) Autologous mesenchymal stem cell transplantation induce VEGF and neovascularization in ischemic myocardium, Regul. Pept. 117, 3-10. CrossRef
Van der Meeren, A., Mouthon, M.A., Vandamme, M., Squiban, C., Aigueperse, J. (2004) Combinations of cytokines promote survival of mice and limit acute radiation damage in concert with amelioration of vascular damage, Radiat. Res. 161, 549-559. CrossRef
Van der Meeren, A., Monti, P., Vandamme, M., Squiban, C., Wysocki, J., Griffiths, N. (2005) Abdominal radiation exposure elicits inflammatory responses and abscopal effects in the lungs of mice, Radiat. Res. 163, 144-152. CrossRef
Zhang, Y.Z., Fouillard, L., Chapel, A., Bensidhoum, M., Mazurier, C., Nasef, A., Bouchet, S., Lopez, M., Thierry, D., Gorin, N.C., Da, W.M. (2005) Mesenchymal stem cells from human proximal femurs possess immunosuppressive activity, Zhonghua Yi Zue Za Zhi 39, 2780-2784.
Zhu, W., Xu, W., Jiang, R., Qian, H., Chen, M., Hu, J. (2006) Mesenchymal stem cells derived from bone marrow favor tumor growth in vivo, Exp. Mol. Path. 80, 267-274. CrossRef