Des chercheurs dirigés par NYU Langone Health rapportent que le gène HOXA10 contribue à préserver les cellules souches squelettiques tout au long de la vie, favorisant ainsi la capacité de l’os à se réparer. L’étude, publiée dans Science Advances, s’est appuyée sur des souris génétiquement modifiées et des expériences sur des cellules osseuses humaines pour examiner les effets du gène sur le maintien des cellules souches et la guérison osseuse.
Les cellules souches et progénitrices squelettiques contribuent au maintien et à la régénération des os. Les chercheurs ont découvert que HOXA10 aide ces cellules à se renouveler et les empêche de mûrir en ostéoblastes, les cellules qui forment l’os, avant qu’elles ne soient nécessaires. L’équipe décrit ce mécanisme comme un moyen de protéger la réserve de cellules souches contre un épuisement prématuré.
Pour étudier les effets du gène au fil du temps, les chercheurs ont désactivé HOXA10 chez des souris âgées de six jours et ont suivi leurs cellules souches osseuses pendant 15 mois. À la fin de cette période, environ 90 % des cellules souches et de leurs descendantes qui auraient dû être présentes avaient disparu, ce que les chercheurs ont attribué à une diminution de l’auto-renouvellement.
Les souris génétiquement modifiées avaient également du mal à guérir de leurs fractures. Les progéniteurs de cellules souches constituaient 48 % du cal, le tissu temporaire qui se forme au niveau d’une fracture pendant la guérison, contre 76 % chez les souris témoins. Des expériences supplémentaires ont montré que la perte de HOXA10 perturbait l’organisation du collagène, qui fournit une structure précoce au nouvel os.
Lors de tests utilisant des biopsies osseuses humaines, les chercheurs ont inhibé trois gènes HOX apparentés. Les cellules ont présenté des diminutions plus importantes du nombre de cellules souches que les cellules de souris, et la mort cellulaire programmée a augmenté de 50 %. Ces résultats suggèrent que les cellules souches squelettiques humaines pourraient dépendre des gènes HOX pour leur auto-renouvellement et leur survie, bien que les expériences ne permettent pas d’établir un traitement destiné aux patients.
Les chercheurs indiquent que ces résultats identifient HOXA10 comme un régulateur fonctionnel du maintien des cellules souches squelettiques et désignent les gènes HOX comme des cibles possibles pour de futures approches de régénération osseuse. L’étude s’appuie sur des travaux antérieurs dirigés par l’auteur principal Philipp Leucht, qui avaient montré qu’une augmentation de l’activité de HOXA10 pouvait améliorer la guérison des fractures chez des souris âgées.