La flavonoïde naturelle néoériocitrine stimule puissamment la régénération osseuse par les cellules souches via l'autophagie

La régénération des défauts osseux demeure un défi clinique majeur. Les stratégies actuelles reposant sur des facteurs de croissance tels que le BMP-2 comportent des risques sérieux, notamment l'ossification ectopique et la tumorigenèse, ainsi que des coûts élevés et une instabilité importante. Les cellules souches de pulpe dentaire humaine (hDPSCs), issues de dents extraites, présentent une faible immunogénicité et un fort potentiel ostéogénique, ce qui en fait une source cellulaire alternative particulièrement prometteuse — à condition toutefois de disposer d'agents ostéoinducteurs efficaces et sûrs pour activer leur phénotype ostéoformateur.

Cette étude a examiné la néoériocitrine (Neo), un flavonoïde naturel présent dans les agrumes et le <em>Drynaria fortunei</em>, en tant que nouvel agent ostéoinducteur pour les hDPSCs. In vitro, le traitement par Neo a augmenté la prolifération des hDPSCs de manière dose-dépendante à des concentrations non toxiques, et a significativement surexprimé les marqueurs ostéogéniques, notamment Runx2, le Collagène I, la phosphatase alcaline (ALP) et l'ostéopontine (OPN), avec en parallèle une minéralisation calcique accrue mesurée par la coloration au Rouge Alizarine au jour 21.

Afin d'identifier la cible moléculaire directe de Neo, les chercheurs ont eu recours au profilage thermique du protéome (TPP) — une méthode non biaisée d'identification des cibles médicamenteuses à l'échelle du protéome, combinant un essai de déplacement thermique cellulaire (CETSA) et une spectrométrie de masse quantitative par marquage en tandem (TMT). Parmi les protéines présentant la plus forte stabilisation thermique, Beclin1, régulateur central de l'initiation de l'autophagie, est apparu comme la cible de liaison directe principale. Ce résultat a été validé par des expériences CETSA indépendantes, par amarrage moléculaire (en utilisant PDB : 6HOJ et AutoDock) et par des simulations de dynamique moléculaire (GROMACS), qui ont confirmé des interactions de liaison Neo-Beclin1 stables avec des paramètres énergétiques favorables.

Sur le plan mécanistique, il a été démontré que Neo inhibe la dégradation protéasomale de Beclin1 médiée par l'ubiquitination, stabilisant ainsi cette protéine et augmentant son abondance intracellulaire. Cette élévation du niveau de Beclin1 a activé l'autophagie, mise en évidence par une diminution de P62 et une augmentation de LC3-II. L'inhibition de l'autophagie (par la 3-méthyladénine ou la chloroquine) a atténué les effets ostéogéniques de Neo, confirmant que l'activation de l'autophagie en aval de la stabilisation de Beclin1 constitue la voie mécanistique déterminante. Des essais de chasse à la cycloheximide et des expériences avec l'inhibiteur du protéasome MG132 ont en outre confirmé que l'effet de Neo s'exerce en bloquant la dégradation de Beclin1 par le système ubiquitine-protéasome, plutôt qu'en augmentant sa transcription.

Pour la validation in vivo, des hDPSCs préconditionnées au Neo ont été ensemencées sur des scaffolds Bio-Oss et implantées dans des défauts calvariaux de taille critique chez le rat. L'imagerie par micro-CT et les analyses histologiques ont démontré une formation osseuse néoformée significativement supérieure par rapport aux témoins, établissant ainsi le potentiel de translation clinique de Neo. Les auteurs proposent cet axe Neo-Beclin1-autophagie comme une nouvelle voie thérapeutique exploitable pour la régénération osseuse, et suggèrent que Neo représente une alternative sûre, économique et stable aux facteurs ostéoinducteurs à base de protéines recombinantes pour les thérapies cellulaires à visée clinique.