1. Cellules souches embryonnaires (CSE) :
- Les CSE sont des cellules souches pluripotentes capables de se différencier en n'importe quel type de cellule du corps humain.
- Les CSE plus rigides ont tendance à se différencier en lignées mésodermiques (par exemple, cellules musculaires, osseuses et cartilagineuses) car ces tissus nécessitent plus de résistance mécanique.
- Les CSE plus mous se différencient souvent en lignées ectodermiques (par exemple, neurones et cellules cutanées) en raison du besoin de flexibilité et d'adaptabilité de ces tissus.
2. Cellules souches mésenchymateuses (CSM) :
- Les CSM sont des cellules souches multipotentes présentes dans divers tissus, comme la moelle osseuse et le tissu adipeux.
- Les CSM plus rigides présentent une propension accrue à se différencier en lignées ostéogéniques (cellules formant les os), car le tissu osseux nécessite une rigidité élevée.
- Les MSC plus molles ont tendance à se différencier en lignées adipogènes (cellules formant des graisses), qui ont des exigences mécaniques moindres.
3. Cellules souches neurales (NSC) :
- Les NSC sont responsables de la génération de neurones, d'astrocytes et d'oligodendrocytes dans le système nerveux central.
- Les NSC plus rigides sont plus susceptibles de se différencier en neurones, qui nécessitent une stabilité structurelle pour une transmission correcte du signal.
- Les NSC plus molles ont tendance à se différencier en cellules gliales, qui fournissent un soutien et une isolation aux neurones.
4. Cellules souches pluripotentes induites (CSPi) :
- Les iPSC sont des cellules somatiques artificiellement reprogrammées qui retrouvent leur pluripotence.
- Les propriétés mécaniques des iPSC peuvent varier en fonction de la méthode de reprogrammation et du tissu source.
- Les iPSC plus rigides présentent souvent un potentiel de différenciation accru vers les lignées mésodermiques et endodermiques, ressemblant au comportement des CES.
- Les iPSC plus molles peuvent avoir un potentiel de différenciation réduit, ce qui indique l'importance de signaux mécaniques appropriés pour la reprogrammation cellulaire.
En plus d’influencer les voies de différenciation, les propriétés mécaniques des cellules souches peuvent également avoir un impact sur leur fonctionnalité. Par exemple, la rigidité des cardiomyocytes dérivés de cellules souches (cellules du muscle cardiaque) peut affecter leur fonction contractile et leur réponse au stress mécanique. De même, l’élasticité des neurones dérivés de cellules souches neurales peut influencer leur capacité à transmettre des signaux électriques et à former des réseaux neuronaux fonctionnels.
Comprendre la relation entre la mécanique des cellules souches et la différenciation a des implications significatives pour la médecine régénérative et l'ingénierie tissulaire. En manipulant le microenvironnement mécanique ou en utilisant des biomatériaux dotés de propriétés mécaniques spécifiques, les chercheurs peuvent guider la différenciation des cellules souches et améliorer les résultats de la réparation et de la régénération des tissus.
