L’ingénierie tissulaire semble être une voie thérapeutique prometteuse pour traiter les lésions du cartilage. Elle consiste à fonctionnaliser un biomatériau structurant avec des cellules afin d’obtenir un substitut cartilagineux fonctionnalisé. Les cellules les plus utilisées sont les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) et depuis quelques années celles issues du liquide synovial suscitent un grand intérêt. Cependant sous l’effet des facteurs de croissance induisant la différenciation chondrogénique, les CSMs peuvent poursuivre leur différenciation jusqu’à l’hypertrophie et l’ostéogenèse. C’est pourquoi il est primordial d’identifier de nouveaux marqueurs intervenant lors cette différenciation chondrogénique.

L’objectif de notre projet de recherche était de réaliser, en parallèle des index de chondrogenèse classique, une cartographie épitranscriptomique des CSMs du liquide synovial (CSMs-LS) en comparaison avec les chondrocytes, pour évaluer les variations de méthylation régulant cette différenciation chondrogénique pour la production de substitut cartilagineux à visée articulaire.

Pour cela, nous avons défini les index de chondrogenèse à l’aide de méthodes classiques (RT-PCRq, histologie, immunohistochimie) et plus originales (épitranscriptomique) des CSMs-LS en comparaison avec les chondrocytes du même patient au cours de leur expansion en monocouche, de leur préconditionnement en monocouche avec de l’ascorbate, de la proline et de la dexaméthasone et de leur étape de différenciation chondrocytaire au sein d’un biomatériau pour produire un substitut cartilagineux proche du cartilage hyalin (J7, J14, J21, J28 et J56). Les données obtenues ont été comparées à un pool de chondrocytes à P0 servant de témoin de référence pour évaluer la différenciation chondrogénique des cellules.

Pendant les phases d’expansion et de pré-conditionnement, aucune modification majeure du profil épitranscriptomique n’est observée entre les deux types de cellules montrant un faible taux de méthylation. Au sein des substituts cartilagineux, la condition contrôle ITS, qui n’engendre pas d’induction de la chondrogenèse, montre un taux de méthylation élevé dès J7 maintenu jusqu’à J56. En revanche, sous l’effet du TGF-β1 (inducteur de la chondrogenèse), le taux de méthylation à J7 est très bas et il augmente de manière progressive au cours de la différenciation chondrogénique. Les études en biologie moléculaire, en histologie et en immunohistochimie confirment bien la différenciation chondrogénique des CSMs au cours du temps au sein des biomatériaux. À J56, le niveau de méthylation atteint avec la condition TGF-β1 est proche de celui observé avec la condition ITS, même si la qualité de la matrice extracellulaire synthétisée est totalement différente entre les deux conditions de culture. Ces variations de méthylation sont similaires pour les CSMs et les chondrocytes même si elles sont moins marquées au sein des CSMs-LS.

Il reste à approfondir cette analyse épitranscriptomique pour identifier les acteurs concernés.

En conclusion, le taux de méthylation se révèle un très bon indicateur des phases de différenciation chondrogénique. Ces travaux ont été réalisés avec le soutien financier de la Société française de rhumatologie.