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Les vésicules extracellulaires (VE) sont un groupe hétérogène de vésicules structurées par une membrane libérées par presque toutes les cellules, délimitées par une bicouche lipidique, incapables de se répliquer par elles-mêmes1. Ils peuvent être trouvés dans plusieurs biofluides tels que le plasma sanguin, le sérum, la salive, le lait maternel, l’urine, le liquide de lavage bronchique, le liquide amniotique, le liquide céphalo-rachidien et l’ascite maligne2. L’une des principales fonctions des VE est de transporter diverses molécules, notamment des acides nucléiques, des protéines, des lipides et des glucides, entre une cellule donneuse et une cellule réceptrice. Cela peut se produire par divers mécanismes, tels que la fusion directe de la membrane, l’interaction récepteur-ligand, l’endocytose et la phagocytose 3,4. Pour cette raison, il a été démontré qu’ils jouent un rôle important dans de nombreux processus physiologiques et pathologiques, et ils sont très prometteurs en tant que nouveaux biomarqueurs de la maladie, en tant que véhicules d’administration de médicaments et en tant qu’agents thérapeutiques 5,6.
Les cellules stromales mésenchymateuses (CSM) sont des cellules multipotentes qui peuvent être isolées dans de nombreux tissus, notamment le tissu adipeux, la pulpe dentaire, le sang de cordon ombilical, le placenta, le liquide amniotique, la gelée de Wharton et même le cerveau, les poumons, le thymus, le pancréas, la rate, le foie et les reins. Ces dernières années, ils ont suscité un intérêt considérable pour la médecine régénérative7. Les cellules souches mésenchymateuses (ASC) dérivées du tissu adipeux peuvent être prélevées dans le tissu adipeux par une procédure moins invasive par rapport à d’autres sources comme la moelle osseuse, ce qui réduit les risques de complications graves et évite les problèmes éthiques8.
De plus, le tissu adipeux contient une concentration significativement plus élevée de CSM que la moelle osseuse (1 % contre >0,01 %) et d’autres sources telles que le derme, la pulpe dentaire, le cordon ombilical et le placenta. Les CSM sont cruciales dans la régénération des tissus et des cellules lésés en raison de leur capacité de différenciation et de leur sécrétion d’un large répertoire de facteurs de croissance, de chimiokines et de cytokines ; Ces avantages thérapeutiques sont attribuables à leur capacité de différenciation, mais aussi au fait qu’ils sécrètent un large répertoire de facteurs de croissance, de chimiokines et de cytokines. Un exemple frappant est donné par le potentiel thérapeutique des CSM pour les affections orthopédiques, le terme « maladies musculo-squelettiques » ayant le plus grand nombre d’études cliniques enregistrées sous clinicaltrials.gov (consultéle 13 mai 2024).
De plus, les CSM peuvent également sécréter des VE qui participent à la régénération des tissus en transférant des informations aux cellules ou aux tissus endommagés et exercent une activité biologique similaire à celle des cellules mères 9,10. Pour cette raison, les CSM-EV peuvent être un substitut précieux à la thérapie cellulaire pour parvenir à une approche acellulaire11, avec deux études cliniques portant sur les CSM-EV pour des affections orthopédiques (NCT05261360 et NCT04998058). Cependant, plusieurs défis subsistent pour les applications cliniques des VE. Par exemple, les techniques d’isolation des VE, qui suscitent des inquiétudes, ne garantissent pas la pureté ou l’intégrité des vésicules. De plus, certaines techniques d’isolement sont complexes, longues et peu répétitives, ce qui les rend inadaptées à un usage clinique12.
Le tri cellulaire, quant à lui, est une méthode couramment utilisée qui permet d’isoler des cellules uniques à partir de suspensions cellulaires hétérogènes à l’aide de marqueurs fluorescents spécifiques13. Il peut être utilisé pour de nombreuses applications et adapté à différents types d’échantillons. Cependant, bien que le tri cellulaire soit une technologie bien établie et largement utilisée, le tri des VE reste très difficile car la plupart des VE sont en dessous du seuil de détection minimum, même pour les cytomètres en flux les plus sensibles. Certaines caractéristiques rendent un trieur plus adapté à cet effet. Tout d’abord, à l’aide d’un système Jet-in-air dans lequel le flux en suspension des particules est interrogé par des lasers dans l’air, plutôt qu’à l’intérieur d’une cellule d’écoulement ; Ce système préserve l’échantillon en diminuant les contraintes auxquelles il est soumis. Un deuxième point important est la présence d’une barre d'« obscurcissement » entre le flux et la lentille collectrice qui diminue le bruit optique de fond de l’instrument. Bien qu’il soit faible, le bruit de fond n’est pas complètement éliminé et constitue une référence qui offre une fenêtre partielle sur les événements qui tombent en dessous du seuil : il est très important pour l’analyse des événements proches de la « limite de détection » de l’instrument14. Enfin, le trieur est doté d’une diffusion directe à double chemin (FSC) avec deux masques différents qui permettent une meilleure discrimination entre les petites et les grosses particules de l’échantillon.
Sur cette base, nous avons développé un protocole visant à séparer les MSC-EV marquées à l’ester succinimidylique de carboxyfluorescéine (CFSE) à l’aide d’un trieur de cellules à haute sensibilité. Pour minimiser la manipulation des VE et préserver leur intégrité et leur quantité, nous avons évité les étapes d’ultracentrifugation lors de la préparation de l’échantillon. De plus, les conditions de tri ont été ajustées pour minimiser les contraintes sur les vésicules, y compris l’optimisation supplémentaire de notre instrument en réduisant la pression de tri associée à la taille de la buse (buse de 70 μm pour une pression de 35 psi).