Nouvelle approche d'ingénierie tissulaire osseuse basée sur l'utilisation extemporanée de prélèvements tissulaires autologues

par Thierry Balaguer

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie

Sous la direction de Nathalie Rochet.

Soutenue en 2009

à Nice .

mots clés

• Génie tissulaire
• Biomatériaux
• Cellules stromales mésenchymateuses
• Phosphates de calcium
• Tissu adipeux
• Sang
• Calcium

Résumé

Les chirurgiens orthopédistes, maxillo-faciaux, et dentistes sont très fréquemment confrontés à des problèmes de reconstruction osseuse. Les techniques de réparation autologue, dont le gold standard est la greffe osseuse, peuvent entraîner des complications, et les substituts osseux, disponibles sur le marché, n’ont pas e qualité ostéoinductrice. L’ingénierie tissulaire osseuse a pour but de développer des solutions alternatives aux techniques chirurgicales traditionnelles. Les recherches actuelles proposent, dans la grande majorité des cas, l’utilisation d’un substitut osseux ostéoconducteur et de cellules ostéoprogénitrices pour aboutir à des biomatériaux ostéoconducteurs. Cette thérapie cellulaire utilise des cellules stromales mésenchymateuses (MSC) généralement différenciées dans la voie ostéoblastique grâce à un traitement ex vivo de sélection par adhérence, amplification, et différenciation. Cette phase de traitement cellulaire ne permet pas d’envisager, à l’heure actuelle, l’ingénierie tissulaire osseuse comme une pratique de routine en clinique humaine. Notre réflexion, issue de ces différentes données, nous a conduits à rechercher une nouvelle approche de l’ingénierie basée sur l’utilisation extemporanée de tissus potentiellement vecteurs de cellules souches. Très récemment, des cellules souches circulantes, non adhérentes, plus primitives que les MSC, ont été découvertes, en nombre, dans le sang périphérique. Ceci nous a amené à mettre au point un nouveau biomatériau associant du sang total coagulé et des microparticules de phosphate de calcium biphasique. Nous avons montré que ce biomatériau a de fortes propriétés ostéoinductrices, le plaçant au niveau des biomatériaux ) base de MSC, mais avec une simplicité d’utilisation nous permettant de programmer une étude clinique chez l’homme, dès qu’il aura été validé chez le gros animal.

Titre traduit

New approach of bone tissue engineering based on the extemporaneous use of autologous tissues

Pas de résumé disponible.

Résumé

The reconstruction of bone defects is one of the major challenges for orthopedic surgeons. The gold standard treatment is still the cancellous bone autograft withdrawn from the iliac crest. Nevertheless, this method is associated with various safety risks (e. G. , infection, hematomas, blood loss), many patients experience chronic pain at the donor and for some patients there may be insufficient bone. Many natural or synthetic biomaterials have been developed to bypass the drawbacks of bone autograft but none of them is able to reach efficiency. Most of the cell-based methods proposed in the field of bi=one tissue engineering during the last twenty years have proposed to associate osteogenic cells with biomaterials in order to improve their efficiency. These cells are selected from bone marrow, or from other tissues, grown and differentiated during several weeks ex vivo. This approach is expensive, time consuming, involves a two-step surgery, is thus very difficult to transfer into clinical practice and, consequently, difficult to compare to bone autograft. Our objective was to develop a new approach of bone tissue engineering easy to use in surgical practice (tissue withdrawn extemporaneously, no cell culture, easy to prepare during the operating time, low cost), and having similar therapeutic properties than bone autograft. Based on recent published data we have designed a new bone substitute composed of an autologous tissue and a synthetic matrix. We have shown that this bone substitute exhibited strong osteoinductive properties in vivo in mice. This procedure has been patented in 2008 (two patents) and we have started a clinical and industrial transfer program.