Reconstruction de la voie de sortie du ventricule droit par un implant valve biorésorbable cellularisé autologue dans un modèle animal en croissance

par David Kalfa

Thèse de doctorat en Biothérapies

Sous la direction de Philippe Ménasché.

Soutenue en 2011

à Paris 5 .


  • Résumé

    Objectifs : Les moyens utilisés en pratique clinique pour la réparation chirurgicale de la voie de sortie ventriculaire droite (RVOT) dans les cardiopathies congénitales sont des matériaux inertes sans potentiel de croissance ni de régénération et conduisant à des reprises chirurgicales multiples. Notre travail comporte 2 étapes : 1) la création d’un patch monovalvé biorésorbable en polydioxanone ensemencé de cellules souches mésenchymateuses autologues de sang périphérique ; 2) la création d’un tube valvé trifolié biorésorbable en acide poly-lactique lévogyre ensemence de cellules souches mésenchymateuses autologues de cordon ombilical. L’objectif est de restaurer une RVOT valvée autologue et vivante, présentant une compétence valvulaire, un potentiel de croissance et l’absence de dégénérescence. Méthodologie et Résultats : Etape 1 : des MSC autologues circulantes furent isolées, cultivées, phénotypées, marquées par quantum dots, ensemencées pendant 6 jours sur un patch en PDO biodégradable valvé. Ces patchs furent implantés en position transannulaire sur la RVOT de 6 agneaux avec un suivi maximal de 8 mois. Les résultats furent évalués par échocardiographie, IRM, histologie, immunohistochimie et dosage calcique. Le patch en PDO est dégradé de manière complète à 4 mois et laisse place à un néo-tissu organisé en 3 couches et endothélialisé et à une néo-matrice extracellulaire (avec fibres élastiques) comparable à celle du tissu natif. Etape 2 : Le tube valvé polymérique biorésorbable sera constitué de PLLA tissé, avec un délai de perte de 50% de résistance mécanique de 12 mois. Des MSC autologues issues du cordon ombilical de l’agneau chez qui le tube sera implanté seront ensemencées en conditions statiques (3,5x106 MSC /cm² pendant 4 jours), puis en conditions dynamiques dans un bioréacteur pendant 4 semaines. L’évaluation préclinique de l’absence de dégénérescence du tube valvé, de son potentiel de croissance et de sa compétence valvulaire reposera sur l’étude de 20 tubes valvés ensemencés de MSC de cordon ombilical autologues implantés chez l’agneau nouveau-né, avec un suivi de 2 mois à 3 ans. Résultats attendus: Le résultat espéré de ce remplacement de la RVOT par un tube valvé biorésorbable ensemencé de MSC autologues, chez ce modèle animal néonatal en croissance, est à terme la restitution ad integrum d’une néo voie de sortie droite autologue, vivante, douée d’un potentiel de croissance, évitant ainsi la morbidité et la mortalité majeures inhérentes à la chirurgie actuelle. Le caractère non invasif et immédiatement disponible des MSC de cordon ombilical rend une application clinique potentielle d’autant plus pertinente chez le nouveau-né.

  • Titre traduit

    Reconstruction of the right ventricular outflow tract by a valved bioresorbable device seeded with autologous mesenchymal stem cells in a growing lamb model


  • Résumé

    Objectives: Actual means used in clinical practice for the surgical repair of the right ventricular outflow tract (RVOT) in congenital cardiac diseases are inert materials without any growth potential and require multiple reoperations. Our study consists in creating a patch made of polydioxanone with a monicusp and then a tri-leaflet valved tube made of bioabsorbable PLLA (levorotary poly-lacyic acid), seeded with autologous umbilical cord-derived mesenchymal stem cells (MSC), in a neonatal growing lamb model. The main objective is to restaure an autologous, living valved RVOT, displaying a valvular competence at mid- and long-term, with a growth potential and the absence of degeneration. Methodology: Step 1: The patch: Autologous blood-derived MSCs were labeled with quantum dots and seeded on PDO electrospun valved patches. Those were implanted into the RVOT of 6 growing lambs followed up until 8 months. Tissue-engineered RVOT were neither stenotic nor aneurismal and displayed a growth potential, with less fibrosis, less calcifications and no thrombus compared with control polytetrafluoroethylene (PTFE)-pericardial patches. The PDO scaffold was completely degraded and replaced by a viable, three-layered, endothelialized tissue and an extracellular matrix with elastic fibers similar to that of native tissue. Step 2: The valved polymeric bioabsorbable tube will be made of woven PLLA and will lose 50% of its mechanical resistance at 12 months. Autologous umbilical cord-derived MSC will be seeded in static conditions (3,5x106 MSC /cm² for 4 days), then in dynamic conditions in a bioreactor for 4 weeks. The pre-clinical evaluation of the absence of degeneration of the valved tube, of its growth potential and its valvular competence will require the implantation of 20 valved autologous umbilical cord-derived MSC-seeded tubes in lambs, with a follow-up from 2 months to 3 years. Expected results: The expected result of this replacement of the RVOT with a tri-leaflet valved tube made of bioabsorbable PLLA, seeded with autologous umbilical cord-derived MSC, in a neonatal growing lamb model, is the ad-integrum restitution of a living, autologous, competent RVOT with a growth potential, avoiding mortality and morbidity related to reoperations. Moreover, umbilical cord-derived cells are an immediate and non-invasive source of autologous stem cells, available at birth, and could be used to treat a neonate with a prenatal diagnosis of congenital cardiac abnormality.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (248 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 202-223

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