Cours 1-Introduction au Génie Tissulaire

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• Publié par: Thyam
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• Langue: Français

Extrait

Introduction au Génie Tissulaire

Champ pluridisciplinaire qui vise au développement de substituts biologiques

capables de restaurer, maintenir ou améliorer les fonctions tissulaires.

Les acteurs : pour contrôler une formation de tissu en 3D

Cellules, matrices (scaffolds), systèmes activateurs (bioréacteurs)

I- Les cellules

Ex : Tissue engineering applications to vascular bypass graft development : the use

of adipose-derived stem cells. DiMuzio P and Tulenko T, J vasc surg, 2007,

45

, A,

99A-103A.

Contexte

Thérapies vasculaires en pleine évolution, avec l’accent mis sur les approches

endovasculaires.

Toutefois, le pontage d’artères obstruées reste une technique importante pour le

traitement des maladies périphériques et cardiovasculaires

Gold standard : tissu autologue (veine saphène, artère mammaire interne ou radiale)

Alternatives :

prothèses non résorbables

ou

allogreffes cryopréservées

, donnant

de moins bons résultats

Génie tissulaire : solutions

Combinaison de types cellulaires et de scaffolds, + modification du

microenvironnement pour optimiser la non-thrombogénicité luminale , la résistance

du greffon, la compliance (rapport entre le volume du réservoir et la pression du

fluide qu’il contient) et la vasoactivité.

Utilisation de EC différenciées autologues implique le prélèvement d’un vaisseau

chez le patient, d’isoler et de cultiver les cellules pour pouvoir revêtir le dispositif de

manière confluente

Source de cellules alternative : cellules souches autologues

EPC recueillies à partir du sang ou de la MO : cellules très performantes mais qui,

étant donnée leur source MO, peuvent être moins disponible chez patients âgés ou

atteints de comorbidités associées à maladies vasculaires.

Population isolée à partir du tissu graisseux sous-cutané capable de se différencier

en cellules endothéliales.

Tissu adipeux ;

source abondante de tissu autologue

chez patients

Biopsie, dispersion enzymatique, séparation des adipocytes matures de la fraction

stromale vasculaire par centrifugation.

Culture à court terme pdt laquelle les cellules

souches dérivées du tissu adipeux

=

ASC

adhérent à la boîte de culture, nb important de cellules possédant des

marqueurs de surface homogènes est obtenue. Cellules d’origine

mésenchymateuse

, capables de se différencier en de multiples lignages : os,

graisse, muscle, cartilage,

cellules endothéliales et musculaires lisses.

La revue met en évidence

-la disponibilité de ces cellules chez les patients

-la capacité de ces cellules à se différencier en EC en réponse aux conditions

environnementales clés

Aspect pratique de développer un bypass par génie tissulaire

Disponibilité des ASC chez les patients

Nécessité d’une population cellulaire immédiatement et abondamment disponible

Population âgée, présentant pathologies (diabètes) représentant des risques

cardiovasculaires

Si le type cellulaire recherché est peu abondant, l’expansion ex vivo pour pallier ce

manque est nécessaire, mais prend du temps et est coûteuse

Etudes préalables réalisées à partir de liposucions pratiquées chez sujets jeunes et

en bonne santé

Faisabilité avec des patients âgés et présentant comorbidité ?

49 patients étudiés

Cf tableau

Seuls patients diabétiques ont un rendement moindre en ASC mais situation gérable.

Potentiel des ASC

ASC ont la capacité de se transformer en cellules de phénotypes EC et SMC.

Importance des stimuli chimiques (facteurs de croissance) et physiques (flux, forces

de cisaillement) du microenvironnement .

Facteurs de croissance et flux appliqués dès le stade de l’ensemencement pour être

dans les meilleures conditions

Critères

-morphologiques (alignement sous le flux)

-association en cordons sur matrigel

Expression des protéines cNOS, vWF, et CD31

Figure 2 : après 3 semaines de culture en milieu supplémenté en facteurs de

croissance endothéliaux, morphologie satisfaisante mais

pas expression des

marqueurs

. En poursuivant l’exposition au flux, expression de CD31.

Cette situation cNos absent = absence d’effet non thrombogène au niveau de la

lumière du greffon ensemencé.

Cultures supplémentées en

VEGF

pendant au moins 1 semaine → expression de

tous les marqueurs.

Figure 3

Etudes additionnelles avec les ASC

Cellules directement disponibles et faciles à obtenir

Le temps nécessaire à la différenciation peut compromettre ces aspects positifs

Effet du conditionnement par les forces de cisaillement sur la rétention des cellules

ensemencées sur veine décellularisée

Ensemencement, conditions statiques pdt 4 jours puis flux de force minimum

pendant 1 heure: cellules se détachent → moins favorable que flux introduit dès le

départ, avec force progressivement augmentée pendant les 3 premiers jours :

résultats satisfaisants sur l’adhérence et la morphologie des cellules.

Conclusions :

Prometteur, études à poursuivre pour optimiser le microenvironnement