Adipose-Derived Stem Cells in Wound Healing Research

Les cellules souches dérivées du tissu adipeux dans la recherche sur la cicatrisation des plaies

Les cellules souches dérivées du tissu adipeux (CSDA) se sont imposées comme des agents thérapeutiques prometteurs pour la cicatrisation des plaies en raison de leur accessibilité, de leur abondance et de leurs puissantes propriétés régénératives. Obtenues à partir de lipoaspiration ou de tissu adipeux excisé, les CSAD peuvent être prélevées en grandes quantités grâce à des interventions peu invasives. Leur capacité à favoriser l’angiogenèse, à moduler l’inflammation et à se différencier en types cellulaires pertinents fait des CSAD des candidates intéressantes pour le traitement des plaies chroniques, des brûlures et d’autres lésions tissulaires pour lesquelles les approches conventionnelles s’avèrent insuffisantes.

Points clés

• Les ADSC peuvent être isolées en grandes quantités à partir de la liposuccion par digestion enzymatique ou par traitement mécanique
• Ces cellules favorisent la cicatrisation par des mécanismes paracrines, notamment la sécrétion de facteurs de croissance et de cytokines
• L’angiogenèse induite par les ADSC accélère la formation de tissu de granulation et la fermeture de la plaie
• Les propriétés immunomodulatrices des ADSC réduisent l’inflammation et favorisent le remodelage tissulaire
• Des essais cliniques démontrent l’innocuité et l’efficacité préliminaire des ADSC dans le traitement des plaies chroniques

Publié : 2023 | Dernière révision : mai 2026

Isolement et traitement des ADSC

Le tissu adipeux constitue la source la plus abondante et la plus accessible de cellules souches adultes dans le corps humain. Les procédures de liposuccion permettent d’obtenir un lipoaspirat contenant des cellules de la fraction vasculaire stromale (FVS), à partir desquelles les CSAD sont isolées par digestion enzymatique ou traitement mécanique. Une seule intervention de liposuccion peut permettre d’obtenir des millions de cellules de la SVF, ce qui dépasse de loin les quantités pouvant être obtenues par ponction de moelle osseuse.

L’isolement enzymatique repose sur la digestion du tissu adipeux par la collagénase, suivie d’une centrifugation pour séparer la SVF des adipocytes matures. Le culot de SVF contient des ADSC ainsi que des cellules endothéliales, des péricytes et des cellules immunitaires. Une culture d’adhérence sur support plastique réalisée par la suite permet de sélectionner les ADSC tout en éliminant les populations non adhérentes. Ce processus permet d’obtenir des préparations d’ADSC relativement pures, adaptées à la recherche et aux applications cliniques.

Les cellules souches mésenchymateuses humaines issues du tissu adipeux sont offertes sous forme de préparations caractérisées et cryoconservées, prêtes à l’emploi pour la recherche sur la cicatrisation des plaies. Pour les études comparatives, les cellules souches mésenchymateuses humaines issues de la moelle osseuse (HMSC-BM) constituent la référence traditionnelle en matière de CSM. Les cellules souches mésenchymateuses humaines issues de la gelée de Wharton (HMSC-WJ) offrent une alternative dotée d’une capacité de prolifération accrue.

Mécanismes paracrines dans la cicatrisation des plaies

Les effets thérapeutiques des ADSC découlent principalement de la sécrétion paracrine de facteurs bioactifs plutôt que de la différenciation cellulaire directe. Le sécrétome des ADSC contient des facteurs de croissance, des cytokines, des chimiokines et des vésicules extracellulaires qui, ensemble, favorisent la cicatrisation des plaies. Le milieu conditionné issu de cultures d’ADSC présente une activité de cicatrisation indépendante de la présence cellulaire, ce qui confirme l’importance du mécanisme paracrine.

La sécrétion du facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) par les ADSC stimule la néovascularisation, essentielle à la cicatrisation. Des facteurs angiogéniques, notamment le facteur de croissance basique des fibroblastes (bFGF), le facteur de croissance hépatocytaire (HGF) et le facteur de croissance dérivé des plaquettes (PDGF), favorisent davantage la formation de vaisseaux sanguins. Une vascularisation accrue améliore l’apport d’oxygène et de nutriments aux sites de la plaie, ce qui accélère la régénération tissulaire.

Le facteur de croissance transformant bêta (TGF-β) et le facteur de croissance épidermique (EGF) favorisent la prolifération des fibroblastes et le dépôt de la matrice extracellulaire. Le facteur de croissance des kératinocytes (KGF) stimule la migration et la prolifération des cellules épithéliales, accélérant ainsi la réépithélialisation de la plaie. Ce profil complet de sécrétion de facteurs de croissance explique l’efficacité des ADSC à toutes les étapes de la cicatrisation.

Propriétés immunomodulatrices

Les ADSC modulent les réponses inflammatoires par leur interaction avec les cellules immunitaires qui infiltrent les sites de plaie. La sécrétion de prostaglandine E2 (PGE2) inhibe la prolifération des cellules T et favorise le développement des cellules T régulatrices. L’expression de l’indoleamine 2,3-dioxygénase (IDO) épuise les réserves de tryptophane nécessaires à l’activation des cellules T. Collectivement, ces mécanismes atténuent l’inflammation excessive qui nuit à la cicatrisation.

La polarisation des macrophages constitue un mécanisme immunomodulateur essentiel des ADSC. Les ADSC favorisent la transition des phénotypes de macrophages M1 pro-inflammatoires vers des phénotypes M2 pro-régénératifs grâce à la sécrétion d’IL-10 et de TGF-β. Les macrophages M2 sécrètent des cytokines anti-inflammatoires et des facteurs de croissance qui favorisent la réparation tissulaire. Ce changement de polarisation accélère le passage de la phase inflammatoire à la phase proliférative de la cicatrisation.

Des études de co-culture démontrent les effets des ADSC sur la fonction des cellules immunitaires. Les cellules THP-1 différenciées en macrophages constituent des modèles permettant d’étudier les interactions entre les ADSC et les macrophages. Ces systèmes de co-culture révèlent une signalisation bidirectionnelle dans laquelle les facteurs dérivés des macrophages influencent la composition du sécrétome des ADSC, créant ainsi des boucles de rétroaction qui amplifient les réponses régénératives.

Promotion de l’angiogenèse

L’échec de la cicatrisation des plaies chroniques reflète souvent une vascularisation insuffisante du lit de la plaie. Les ADSC favorisent l’angiogenèse par la stimulation directe des cellules endothéliales et par des mécanismes paracrines. Le VEGF, l’angiopoïétine-1 et d’autres facteurs angiogéniques sécrétés par les ADSC activent la prolifération, la migration et la formation de tubes des cellules endothéliales. Cette néovascularisation améliore la perfusion et favorise le développement du tissu de granulation.

Les environnements hypoxiques des plaies stimulent la production de facteurs angiogéniques par les ADSC grâce à la stabilisation de HIF-1α. Ce mécanisme de détection de l’oxygène régule à la hausse l’expression du VEGF dans les conditions hypoxiques où l’angiogenèse est la plus nécessaire. Le préconditionnement des ADSC dans des conditions de culture hypoxiques avant leur application sur la plaie pourrait renforcer leur potentiel angiogénique.

Le recrutement de cellules progénitrices endothéliales par les ADSC contribue à la vasculogenèse au niveau des sites de plaie. La sécrétion de SDF-1 (CXCL12) attire les progéniteurs circulants exprimant le CXCR4. Ces cellules recrutées s’intègrent aux vaisseaux en formation et contribuent à une néovascularisation durable, au-delà des effets paracrines immédiats des ADSC.

Publié : 2023 | Dernière révision : mai 2026

Contributions à la différenciation

Bien que les mécanismes paracrines prédominent, la différenciation des ADSC en types cellulaires pertinents pour la cicatrisation apporte des contributions régénératives supplémentaires. La différenciation en fibroblastes génère des cellules produisant des composants de la matrice extracellulaire essentiels au tissu de granulation. La transdifférenciation en kératinocytes, bien que controversée, pourrait contribuer à la réépithélialisation de la plaie dans des conditions appropriées.

La différenciation endothéliale des ADSC contribue au développement vasculaire au sein du lit de la plaie. Des conditions de culture favorisant la différenciation endothéliale ont été établies, et les cellules endothéliales dérivées d’ADSC présentent des caractéristiques fonctionnelles, notamment la formation de tubes et l’expression appropriée de marqueurs. La contribution relative des ADSC différenciées par rapport aux progéniteurs endogènes recrutés fait toujours l’objet de recherches.

La différenciation adipogénique, qui constitue la voie de différenciation par défaut des ADSC, contribue à la restauration du tissu adipeux dermique dans les plaies profondes. Le tissu adipeux dermique joue un rôle important dans l’homéostasie cutanée et la cicatrisation des plaies grâce à la sécrétion d’adipokines et à l’interaction avec d’autres cellules dermiques. La régénération adipeuse médiée par les ADSC rétablit cette couche tissulaire fonctionnelle.

Méthodes d’administration et matrices

L’injection directe de suspensions d’ADSC dans les bords de la plaie constitue une méthode d’administration simple, mais peut entraîner une rétention et une survie cellulaires insuffisantes. Les protocoles d’injection répétées améliorent les résultats en maintenant la présence cellulaire tout au long de la cicatrisation. L’injection locale est particulièrement adaptée aux plaies de petite taille ou accessibles, où un traitement répété est possible.

L’administration à l’aide de supports améliore la rétention, la survie et la répartition spatiale des cellules au sein du lit de la plaie. Les matrices de collagène, les hydrogels d’acide hyaluronique et les supports en polymères synthétiques offrent des environnements tridimensionnels favorisant le fonctionnement des ADSC. Le choix du support tient compte des propriétés mécaniques adaptées à l’emplacement de la plaie, de la cinétique de dégradation et de la compatibilité avec la survie et la sécrétion des ADSC.

Les approches acellulaires utilisant un milieu conditionné par les ADSC ou des vésicules extracellulaires permettent d’éviter les difficultés liées à l’administration et au stockage des cellules. Un milieu conditionné concentré contenant des facteurs du sécrétome des ADSC démontre son efficacité dans la cicatrisation des plaies dans des modèles précliniques. Les préparations d’exosomes préservent les effets paracrines des ADSC sous des formes stables et stockables, adaptées à une application clinique.

Données issues d’essais cliniques

Des essais cliniques de phase I/II ont établi l’innocuité des ADSC pour les applications de cicatrisation des plaies. Les préparations d’ADSC autologues et allogéniques présentent des profils d’innocuité favorables, sans événements indésirables significatifs dans le traitement des plaies chroniques. Les préoccupations relatives à l’immunogénicité des ADSC allogéniques ne se sont pas concrétisées sur le plan clinique, ce qui concorde avec leurs propriétés immunomodulatrices.

Les essais sur les ulcères du pied diabétique montrent des résultats prometteurs quant à l’efficacité des ADSC. Une fermeture accélérée de la plaie, une réduction du temps de cicatrisation et une diminution des taux d’amputation ont été rapportées chez les patients traités par rapport aux soins standard. Ces résultats répondent à des besoins critiques non comblés dans la prise en charge des plaies diabétiques, où les approches conventionnelles échouent fréquemment.

Le traitement des brûlures à l’aide d’ADSC permet une meilleure réépithélialisation et une réduction de la cicatrisation. L’angiogenèse accrue observée dans les brûlures traitées favorise la survie du greffon et la cicatrisation. Les résultats esthétiques bénéficient des effets des ADSC sur la maturation et le remodelage des cicatrices.

Considérations relatives à la culture et à la qualité

La culture standardisée des ADSC utilise un milieu de base DMEM ou DMEM/F12 contenant 10 % de sérum fœtal bovin. L’ajout d’un facteur de croissance, le bFGF (5 à 10 ng/mL), favorise la prolifération pour une expansion à l’échelle clinique. Le milieu de congélation CM-1 permet la cryoconservation des banques de CSC-AD, tandis que des alternatives sans sérum facilitent la fabrication de qualité clinique.

L’authentification des lignées cellulaires et le suivi des donneurs garantissent la traçabilité tout au long de la fabrication et de l’utilisation clinique. Les tests de dépistage des mycoplasmes préviennent toute contamination susceptible de compromettre les résultats de la cicatrisation. Les essais fonctionnels confirmant la capacité de différenciation et la composition du sécrétome fournissent des indicateurs de qualité allant au-delà de la caractérisation des marqueurs de surface.

Conclusion

Les cellules souches dérivées du tissu adipeux se révèlent très prometteuses pour les applications de cicatrisation des plaies grâce à la combinaison de mécanismes paracrines, immunomodulateurs et de différenciation. Les données cliniques confirment l’innocuité et l’efficacité préliminaire de ces cellules dans le traitement des plaies chroniques, des brûlures et des plaies chirurgicales. L’optimisation continue des méthodes d’administration, des schémas posologiques et des normes de qualité permettra à la thérapie par les ADSC de s’imposer comme une pratique clinique courante pour les indications liées à la cicatrisation des plaies.