Les exosomes d'ADSC préconditionnés à l'hypoxie améliorent la cicatrisation des plaies vaginales via une prolifération et une migration accélérées des kératinocytes par l'activation de l'axe Akt/HIF-1α

Obstétrique et gynécologie Médecine Sciences de la vie Génie biologique Biologie cellulaire
Cellules souches mésenchymateuses adipeuses Exosomes Blessure vaginale Akt HIF-1α

La cicatrisation des plaies vaginales est un problème majeur en chirurgie gynécologique, en particulier après un accouchement vaginal ou une chirurgie de reconstruction pelvienne. Les infections et la mauvaise cicatrisation des plaies vaginales peuvent entraîner des complications graves, telles que des douleurs chroniques, des infections et des dysfonctionnements. Par conséquent, la manière d’accélérer la cicatrisation des plaies vaginales est depuis longtemps un sujet de recherche clinique. Ces dernières années, le rôle des cellules souches mésenchymateuses (MSCs) et de leurs exosomes dans la cicatrisation des plaies a suscité un intérêt croissant. Les exosomes sont des vésicules nanométriques sécrétées par les cellules, capables de transmettre des molécules d’information biologique, de promouvoir la prolifération cellulaire, la migration et l’angiogenèse. En particulier, les exosomes prétraités en hypoxie, en raison de leur activité biologique plus forte, sont considérés comme ayant une valeur thérapeutique potentielle dans la cicatrisation des plaies.

Cette étude vise à explorer si les exosomes de cellules souches dérivées du tissu adipeux (ADSCs) prétraitées en hypoxie (Hypoxic ADSC Exosomes, Hexo) peuvent accélérer la cicatrisation des plaies vaginales via l’activation de l’axe Akt/HIF-1α, et à révéler son mécanisme moléculaire.

Source de l’article

Cette recherche a été menée par Xiaoyun Yang, Shasha Zhang et d’autres auteurs de l’hôpital Tongji affilié à l’école de médecine de l’université Tongji. Les résultats ont été publiés en ligne le 4 septembre 2024 dans la revue Cellular and Molecular Bioengineering.

Processus de recherche

1. Isolation et identification des ADSCs

Les chercheurs ont isolé les ADSCs à partir de tissus adipeux de sujets sains et de rats, et ont confirmé leurs caractéristiques de cellules souches en détectant l’expression de marqueurs de surface (CD90, CD29, CD105, CD44) par coloration immunofluorescente. De plus, la capacité de différenciation multidirectionnelle des ADSCs a été vérifiée par coloration à l’huile rouge O et à la phosphatase alcaline.

2. Extraction et analyse des exosomes

Les ADSCs ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (1% O2) pendant 24 heures, puis le surnageant cellulaire a été collecté et les exosomes ont été extraits par ultracentrifugation. La taille et la morphologie des exosomes ont été analysées à l’aide du système de suivi de nanoparticules (Nanosight LM10) et de la microscopie électronique à transmission (TEM), confirmant leur structure typique en forme de coupe ou sphérique.

3. Traitement des cellules HaCaT

Les chercheurs ont co-cultivé les cellules HaCaT (kératinocytes humains) avec différentes concentrations d’exosomes (50 μg/mL) et ont utilisé un inhibiteur d’Akt (LY294002) et un inhibiteur de HIF-1α (PX478) pour l’intervention. L’expression d’Akt, de p-Akt et de HIF-1α a été détectée par Western blot et RT-PCR.

4. Expériences in vitro : prolifération et migration cellulaire

L’effet des exosomes sur la prolifération et la migration des cellules HaCaT a été évalué par des tests CCK-8 et de cicatrisation. Les résultats ont montré que le traitement par Hexo a significativement favorisé la prolifération et la migration des cellules HaCaT, et cet effet a été inversé par les inhibiteurs d’Akt et de HIF-1α.

5. Expériences in vivo : modèle de cicatrisation des plaies vaginales

Les chercheurs ont construit un modèle de lésion vaginale chez le rat et ont injecté Hexo ou PBS sur le site de la plaie. L’expression des facteurs inflammatoires (TNF-α, IL-1β, IL-6) a été détectée par ELISA, et les niveaux d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et l’expression du marqueur d’angiogenèse (CD31) ont été détectés par immunofluorescence. Les résultats ont montré que le traitement par Hexo a significativement réduit les niveaux de facteurs inflammatoires et de ROS, et a favorisé l’angiogenèse.

Résultats principaux

  1. Hexo favorise la prolifération et la migration des cellules HaCaT : Le traitement par Hexo a significativement augmenté le taux de prolifération et la capacité de migration des cellules HaCaT, et cet effet dépend de l’activation de l’axe Akt/HIF-1α.
  2. Hexo accélère la cicatrisation des plaies vaginales : Dans le modèle de lésion vaginale, le traitement par Hexo a significativement réduit les niveaux de facteurs inflammatoires et de ROS, et a favorisé l’angiogenèse, accélérant ainsi la cicatrisation des plaies.
  3. Rôle clé de l’axe Akt/HIF-1α : L’inhibition d’Akt ou de HIF-1α a inversé l’effet promoteur de Hexo sur la cicatrisation des plaies, indiquant que l’axe Akt/HIF-1α joue un rôle clé dans la cicatrisation médiée par Hexo.

Conclusion

Cette étude a révélé que les exosomes d’ADSCs prétraitées en hypoxie accélèrent significativement la cicatrisation des plaies vaginales via l’activation de l’axe Akt/HIF-1α. Hexo peut non seulement inhiber la réponse inflammatoire et l’accumulation de ROS, mais aussi promouvoir l’angiogenèse et la prolifération et migration des kératinocytes. Cette recherche fournit une nouvelle stratégie thérapeutique pour la cicatrisation des plaies vaginales, avec une valeur clinique importante.

Points forts de la recherche

  1. Avantage unique des exosomes prétraités en hypoxie : Le prétraitement en hypoxie améliore l’activité biologique des exosomes, leur conférant un effet thérapeutique plus fort dans la cicatrisation des plaies.
  2. Rôle clé de l’axe Akt/HIF-1α : L’étude révèle pour la première fois le rôle clé de l’axe Akt/HIF-1α dans la cicatrisation médiée par Hexo, fournissant une nouvelle cible moléculaire pour les recherches futures.
  3. Potentiel d’application clinique : Hexo, en tant que nouvelle approche thérapeutique, pourrait jouer un rôle important dans la chirurgie gynécologique et le traitement des plaies chroniques.

Autres informations utiles

Le financement de cette recherche provient notamment du Programme national de recherche et développement clé (2023YFC2411205) et de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82071630, 81771560, 81702745). Tous les auteurs déclarent l’absence de conflit d’intérêts, et les données de l’étude peuvent être obtenues auprès de l’auteur correspondant sur demande raisonnable.

Grâce à cette recherche, nous comprenons non seulement en profondeur le mécanisme d’action des exosomes prétraités en hypoxie, mais nous proposons également une nouvelle approche thérapeutique pour la cicatrisation des plaies vaginales, avec une signification scientifique et un potentiel clinique importants.