Les ADSC sont des cellules progénitrices mésenchymateuses multipotentes ayant la capacité de s’auto-renouveler et de se différencier en plusieurs lignées cellulaires. Ces cellules peuvent être prélevées à partir de la fraction vasculaire stromale (SVF) du tissu adipeux lors d’une procédure de lipoaspiration1. Les ADSC sont apparus comme un type de cellules souches idéal à utiliser en médecine régénérative car ces cellules sont abondantes, peu invasives à récolter, facilement accessibles et bien caractérisées2. La thérapie par cellules souches offre une voie possible pour la cicatrisation des plaies en stimulant la migration cellulaire, la prolifération, la néovascularisation et la réduction de l’inflammation dans les plaies 3,4. Environ 80 % de la capacité de régénération des ADSC est attribuable à la signalisation paracrine via leur sécrétome5. Auparavant, il avait été suggéré qu’une injection locale directe de cellules souches ou de facteurs de croissance dans les tissus endommagés pourrait entraîner des mécanismes de réparation in vivo suffisants 6,7,8. Cependant, cette approche a été confrontée à plusieurs défis, tels qu’une faible survie et une réduction de la greffe de cellules souches dans les tissus endommagés en raison de l’environnement inflammatoire 9. De plus, l’une des raisons citées était l’absence d’une matrice extracellulaire pour soutenir la survie et la fonctionnalité des cellules transplantées10. Pour surmonter ces défis, l’accent est maintenant mis sur le développement de supports de biomatériaux pour soutenir la viabilité et la fonction des cellules souches.
La culture cellulaire tridimensionnelle (3D) améliore l’interaction entre cellules et entre cellules et matrices in vitro pour fournir un environnement qui ressemble davantage à l’environnement in vivo 11. Les hydrogels ont été largement étudiés en tant que classe de supports de biomatériaux qui fournissent un environnement 3D pour la culture de cellules souches. Ces structures sont constituées d’eau et de polymères réticulés12. L’encapsulation des ADSC dans de l’hydrogel n’a pratiquement aucun effet cytotoxique sur les cellules pendant la culture tout en maintenant la viabilité des cellules6. Les cellules souches cultivées en 3D démontrent une meilleure conservation de leur souche et une meilleure capacité de différenciation13. De même, les ADSC ensemencés en hydrogel ont démontré une viabilité accrue et une fermeture accélérée de la plaie dans des modèles animaux14. De plus, l’encapsulation d’hydrogel augmente considérablement la prise de greffe et la rétention des ADSC dans les plaies15,16. TrueGel3D est composé d’un polymère, soit de l’alcool polyvinylique ou du dextran, solidifié par un agent de réticulation, soit de la cyclodextrine ou du polyéthylène glycol17. Le gel est un hydrogel synthétique qui ne contient aucun produit animal susceptible d’interférer avec les expériences ou de déclencher une réaction immunitaire lors de la transplantation du gel chez un patient tout en imitant efficacement une matrice extracellulaire18. Le gel est entièrement personnalisable en modifiant la composition et les composants individuels. Il peut abriter différentes cellules souches et soutenir la différenciation de plusieurs types de cellules en ajustant la rigidité du gel19. Des sites d’attache peuvent être créés par l’ajout de peptides20. Le gel est dégradable par la sécrétion de métalloprotéases, permettant la migration cellulaire21. Enfin, il est clair et permet des techniques d’imagerie.
La PBM est une forme de thérapie au laser de faible intensité peu invasive et facile à réaliser utilisée pour stimuler les chromophores intracellulaires. Différentes longueurs d’onde provoquent des effets différents sur les cellules22. La lumière dans la gamme du rouge au proche infrarouge stimule la production accrue d’adénosine triphosphate (ATP) et d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) en améliorant le flux à travers la chaîne de transport d’électrons23. La lumière dans les gammes bleue et verte stimule les canaux ioniques photodépendants, permettant l’afflux non spécifique de cations, tels que le calcium et le magnésium, dans les cellules, ce qui est connu pour améliorer la différenciation24. L’effet net est la génération de messagers secondaires qui stimulent la transcription des facteurs déclenchant les processus cellulaires en aval tels que la migration, la prolifération et la différenciation25. La PBM peut être utilisée pour préconditionner les cellules à proliférer ou à se différencier avant de les transplanter dans un environnement défavorable, par exemple dans un tissu endommagé26. L’exposition aux PBM avant et après la greffe (630 nm et 810 nm) des ADSC a considérablement amélioré la viabilité et la fonction de ces cellules in vivo dans un modèle de rat diabétique27. La médecine régénérative nécessite un nombre adéquat de cellules pour une réparation efficace des tissus28. En culture cellulaire 3D, les ADSC ont été associés à des taux de prolifération plus lents par rapport à la culture cellulaire bidimensionnelle6. Cependant, la PBM peut être utilisée pour augmenter le processus de culture cellulaire 3D des ADSC en améliorant la viabilité, la prolifération, la migration et la différenciation29,30.