Une équipe de l'université du Michigan a examiné des cellules souches dentaires congelées pendant 5, 10 et 13 ans, et a constaté qu'elles ne différaient guère de cellules tout juste congelées. Le taux de survie, l'expression des protéines marqueurs de cellules souches, la vitesse de prolifération et la capacité à se différencier en d'autres types cellulaires étaient tous similaires, et aucun signe de sénescence cellulaire n'a été observé. C'est un test direct de la condition indispensable pour que les « banques de cellules souches dentaires » (qui congèlent les cellules de la pulpe, le tissu contenant les nerfs et les vaisseaux sanguins de la dent, lors de l'extraction de dents de lait ou de dents de sagesse) soient réellement utiles : les cellules ne doivent pas se détériorer même après une longue congélation.
Pourquoi congeler des cellules prélevées sur des dents
La pulpe dentaire contient des cellules souches mésenchymateuses capables de se différencier en plusieurs types de tissus (os, cartilage, graisse, etc.) et dotées d'une capacité à réguler la réponse inflammatoire. Contrairement au prélèvement de cellules de la moelle osseuse, qui exige une procédure invasive, les cellules pulpaires peuvent être obtenues à partir de dents de lait ou de dents de sagesse qui doivent de toute façon tomber ou être extraites, ce qui allège la contrainte du prélèvement. Cependant, dès qu'une dent quitte la bouche, le tissu pulpaire commence immédiatement à mourir : il faut donc isoler et congeler les cellules juste après l'extraction pour qu'elles restent utilisables plus tard. Sur cette base, plusieurs pays proposent des services qui isolent les cellules des dents de lait des enfants ou des dents de sagesse des adultes, puis les congèlent dans l'azote liquide.
Ce concept a déjà débouché sur des traitements réels. En 2020, le Japon a été le premier pays au monde à approuver un traitement utilisant des cellules souches prélevées sur des dents de lait pour reconstituer un tissu semblable à la pulpe à l'intérieur de dents dévitalisées ; des banques de cellules et des hôpitaux traitants fonctionnent encore ensemble aujourd'hui. En Corée aussi, il existe des banques dentaires qui conservent les dents de lait, les dents de sagesse et les dents extraites pour l'orthodontie, mais elles servent aujourd'hui surtout à fabriquer des matériaux de greffe osseuse à partir de la dent broyée du patient ; les services de conservation des cellules elles-mêmes y sont moins connus. Une équipe de l'université Ege, en Turquie, a montré que 74 à 99 % des cellules isolées de dents de sagesse incluses restaient viables après une congélation-décongélation allant jusqu'à 12 mois. Cela signifie que les procédures de prélèvement et de congélation elles-mêmes sont déjà bien établies.
Viabilité et propriétés de cellules souches après 13 ans de congélation
Le problème est que ces banques conservent les cellules pendant plusieurs années, parfois plus d'une décennie. L'équipe du Michigan a congelé puis décongelé des cellules pulpaires provenant de plusieurs patients après 5, 10 et 13 ans, et les a comparées à des cellules conservées moins d'un an. Résultat : à toutes les durées, plus de 90 % des cellules exprimaient les protéines marqueurs de cellules souches CD73, CD90 et CD105, et moins de 4 % exprimaient les marqueurs de cellules sanguines CD34 et CD45, un taux tout aussi bas dans tous les groupes. Le temps nécessaire au doublement des cellules était pratiquement identique quelle que soit la durée de conservation, et la capacité à se différencier en cellules osseuses ou adipeuses était préservée. Une coloration mesurant l'activité enzymatique qui augmente dans les cellules sénescentes n'a révélé aucune cellule sénescente, même après six repiquages successifs dans de nouvelles boîtes de culture. Ces travaux ont toutefois été réalisés sur des cellules provenant d'un petit nombre de patients, et l'échantillon le plus ancien disponible pour l'analyse ne remontait qu'à 13 ans : on ne sait donc pas encore si les mêmes résultats se maintiendraient au-delà de cette durée.
Un tissu de type vasculaire obtenu à partir de cellules conservées 7 à 8 ans
Une équipe conjointe de l'université de Bergen (Norvège) et de l'université du Tohoku (Japon), entre autres, est allée plus loin en créant un tissu semblable à un véritable vaisseau sanguin à partir de cellules pulpaires conservées en banque pendant 7 à 8 ans. Après avoir induit les cellules à se différencier en cellules proches des cellules endothéliales qui tapissent la paroi interne des vaisseaux, les chercheurs les ont cultivées pendant 45 jours dans un hydrogel à base de gélatine, en association avec des cellules endothéliales issues de veines humaines. Il en est résulté un tissu de forme vasculaire portant à la fois le marqueur des cellules vasculaires (CD31) et celui des cellules musculaires de la paroi vasculaire (αSMA). C'est le premier rapport de création d'un tissu vasculaire à partir de cellules conservées à long terme seules. L'étude sur un matériau libérant de l'oxygène et du glucose pour la régénération pulpaire, déjà traitée par ce média, portait sur une méthode où le matériau fournissait lui-même de l'oxygène et du glucose pour empêcher les cellules greffées de mourir de malnutrition à l'intérieur du canal radiculaire. Cette nouvelle étude se distingue en vérifiant si les cellules elles-mêmes, y compris celles conservées longtemps en banque, possèdent le potentiel de générer des vaisseaux sanguins par elles-mêmes. Ce résultat provient toutefois d'une étape en boîte de culture dans un hydrogel, et il n'est pas établi que la même capacité se manifesterait dans un environnement réel comme l'intérieur d'un canal radiculaire humain.
Des effets thérapeutiques après greffe encore non confirmés
En combinant ces trois études, un tableau se dessine : les cellules prélevées sur des dents puis congelées ne perdent ni leur taux de survie ni leurs propriétés de cellules souches pendant au moins 13 ans, et certaines conservent même la capacité de former des vaisseaux sanguins. Ces résultats montrent cependant seulement que les cellules congelées puis décongelées restent vivantes et fonctionnelles en boîte de culture ; ils ne démontrent pas qu'une greffe de ces cellules chez l'humain a permis de régénérer réellement une dent ou un tissu. La promesse des banques de cellules souches dentaires, celle de pouvoir « s'en servir un jour », trouve ainsi un appui pour sa première partie : la longévité des cellules. Reste cependant à vérifier séparément quel effet produirait l'utilisation réelle de ces cellules dans un traitement.