Cellules épithéliales amniotiques
L’amnion humain est constitué de cellules épithéliales amniotiques (CEA) sur une membrane collagène basale, une couche compacte acellulaire remplie de fibres réticulaires, une couche de fibroblastes avec des cellules de Hofbauer/histiocytes, et une couche spongieuse hautement hygroscopique avec des fibrilles entre le chorion et le sac amniotique .
Les AEC peuvent être obtenues par digestion enzymatique différentielle à partir de la membrane de l’amnios après sa séparation du chorion sous-jacent . L’amnios contient des cellules épithéliales exprimant des marqueurs de surface qui comprennent à la fois des marqueurs spécifiques de l’embryon tels que les antigènes spécifiques de stade (SSEA) 3 et 5, Tra-1-60, Tra-1-81, et des marqueurs mésenchymateux CD105, CD90, CD73, CD44, CD29, human leukocyte antigen (HLA)-A, -B, -C, CD13, CD10, CD166 et CD117. Leurs propriétés immunologiques n’ont pas été complètement élucidées ; cependant, les AEC semblent également résister au rejet après une allotransplantation, probablement en raison de leurs propriétés d’immunosuppression (CD59 et HLA-G ), ce qui pourrait également conduire à leur rôle thérapeutique dans un modèle de maladie. Par exemple, il a été rapporté que les hAECs abaissent la glycémie de souris diabétiques induites par la streptozotocine plusieurs semaines après leur implantation, potentiellement par différenciation en cellules β .
Les hAECs sont considérées comme des cellules multipotentes en raison de leur capacité à se différencier en différentes lignées. En particulier, elles ont été capables de mûrir dans des conditions de culture spécifiques en cellules neuronales qui synthétisent l’acétylcholine, la norépinéphrine et la dopamine . In vivo, les hAECs ont été signalées comme étant neuroprotectrices et neurorégénératrices, probablement en relation avec la sécrétion de facteurs de croissance. En effet, des études ont montré que les milieux conditionnés par les hAEC ont des effets neurotrophiques sur les cellules corticales de rat et, en raison de l’expression de marqueurs neuronaux tels que la nestin, la protéine acide fibrillaire gliale et la protéine 2 associée aux microtubules, elles sont orientées vers les lignées neuronales. Les hAEC ont également été utilisées pour traiter les lésions des nerfs périphériques dans des modèles animaux, où elles ont permis d’améliorer la croissance des neurones hôtes et de guider le bourgeonnement régénératif. En plus de leur potentiel neurogène, des travaux pertinents ont été réalisés pour explorer le potentiel hépatique des AEC. Tout d’abord, les AEC produisent de l’albumine et de l’α-fœtoprotéine, et elles présentent un potentiel de stockage du glycogène et de différenciation hépatique in vitro. De plus, in vitro, les hAECs avaient la capacité de métaboliser l’ammoniac, la testostérone et le 17α-hydroxyprogestérone caproate, tandis qu’elles exprimaient des marqueurs hépatocytaires tels que l’albumine, l’A1AT, les CYP2A4, 3A7, 1A2, 2B6, l’ASGPR1 et les cytochromes fœtaux inductibles. Après transplantation intra-hépatique chez des souris immunodéficientes (immunodéficientes combinées sévères)/beige, les hAEC ont démontré des caractéristiques hépatiques fonctionnelles, et après prétraitement des souris SCID/beige avec de la retrorsine, les hAEC ont exprimé des gènes hépatiques matures, des protéines plasmatiques et des enzymes hépatiques à un niveau égal à celui du tissu hépatique adulte. Les hAEC ont démontré une efficacité thérapeutique après transplantation dans un modèle de cirrhose chez la souris. La transplantation de cellules épithéliales humaines dérivées de l’amnios dans le foie semble avoir les propriétés thérapeutiques souhaitées, notamment la sécrétion de métalloprotéinase matricielle qui déclenche la fibrinolyse et l’augmentation de la concentration d’interleukine-10. Dans un modèle de souris souffrant d’une maladie du foie, la transplantation de cellules épithéliales de l’amnios a entraîné une greffe hépatique avec une diminution de l’inflammation, de la fibrose et de l’apoptose des hépatocytes. Zhang et al. ont perfusé des cellules dérivées de l’amnios dans un foie de souris traité au tétrachlorure de carbone, et elles ont montré une fibrose et une apoptose minimales. Ricci et al. ont utilisé un morceau de membrane amniotique humaine (MAH) pour évaluer la fibrose dans le foie de rat et ont démontré des propriétés antifibrotiques accrues de la MAH avec une réduction de la réaction ductulaire et du dépôt de la matrice extracellulaire (MEC). Vaghjiani et al. ont montré que la différenciation des hAEC en cellules de type hépatique peut rester viable et fonctionnelle après encapsulation dans des microsphères d’alginate de baryum in vitro, et qu’elles peuvent exprimer le CYP3A4, qui décomposerait près de 50 % de tous les médicaments thérapeutiques .
Par ailleurs, la membrane amniotique cryoconservée et ses sous-produits ont été reconnus comme des outils importants pour le traitement des ulcérations et des défauts épithéliaux (cornéens ou conjonctivaux) . Nakamura et al. ont utilisé des cellules épithéliales cornéennes sériques autologues sur une membrane amniotique pour transplanter neuf yeux de neuf patients présentant une déficience totale en cellules souches limbiques, et ils ont démontré une amélioration de l’acuité visuelle et une épithélialisation complète de la cornée en 2 à 5 jours . Wang et al. ont expérimenté sur des souris allogéniques des greffes d’épithélium amniotique intact avec des cellules AE syngéniques (EGFP-C57BL/6 à C57BL/6 W/t) et allogéniques (EGFP-C57BL/6 à BALB/c W/t) qui ont été transplantées dans la cornée ou la conjonctive ou insérées dans les chambres antérieures. Les chercheurs ont montré que les antigènes bêta du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) de classe I étaient peu exprimés après l’implantation. Enfin, d’autres applications cliniques potentielles ont été explorées et les AEC ont été considérées comme potentiellement utiles pour un large éventail d’affections, notamment les maladies ophtalmiques, la fibrose pulmonaire, la fibrose hépatique, la sclérose en plaques, les troubles métaboliques congénitaux tels que le déficit en ornithine transcarbamylase, l’hypercholestérolémie familiale, les lésions de la moelle épinière et la maladie de Parkinson, ainsi que pour les transplantations cellulaires allogéniques .