Thérapie Cellulaire et Médecine Régénérative Pr. Ali MOJALLAL MD PhD Service de Chirurgie Plastique – HCL / GHN Laboratoire des substituts cutanés – HCL / GHEH UMR 5305 IBCP / CNRS / UCBL1 Plan La thérapie cellulaire Les cellules souches mésenchymateuses Les cellules souches du tissu adipeux La thérapie cellulaire en reconstruction faciale Les voies de recherches et perspectives La thérapie cellulaire Soigner tout ou partie d’un organe défaillant par la transplantation de cellules saines Le but est de prévenir, traiter ou atténuer une maladie La thérapie cellulaire Sa finalité est de : Greffer des cellules plutôt que remplacer des organes ou des tissus • Préserver un capital fonctionnel • Eviter les traitements immunodépresseurs à vie... • La thérapie cellulaire La thérapie cellulaire fait appel à trois types de cellules a) les cellules différenciées, fonctionnelles, provenant d’un organe ; b) les cellules précurseurs, issues de cellules souches, qui ont déjà acquis un certain degré de spécialisation et sont fonctionnelles ; c) les cellules souches, immatures, indifférenciées, capable de se multiplier et de se différencier en plusieurs types cellulaire La thérapie cellulaire Les cellules différenciées, fonctionnelles, provenant d’un organe : Utilisation des kératinocytes cultivés chez le grand brûlé • La thérapie cellulaire Les cellules précurseurs : Utilisation des kératinocytes prélevés perop par trypsinaion et utilisés immédiatement chez le grand brûlé • La thérapie cellulaire Les cellules souches : Les cellules souches Cellule indifférenciée ayant la capacité de : • Auto-renouvellement : Reproduction à l’identique • Différenciation : Détermination Maturation Cellule souche, progéniteur, précurseur, différenciée, mature Auto-renouvellement Capacité d’une cellule à se diviser à l’identique et ceci pendant une période indéfinie : clone cellulaire cellule souche arrêt de l’auto-renouvellement Auto-renouvellement symétrique cellule engagées cellule souche Auto-renouvellement asymétrique cellule engagée Différenciation Capacité d’une cellule à donner différents types cellulaires fonctionnels Influence de facteurs intrinsèques et environnementaux La cellule perd sa capacité d’auto-renouvellement Engagement irréversible vers une lignée Hiérarchie des cellules souches Différents types de cellules souches • Embryonnaires (pluripotentes) • Fœtales (multipotentes) • Adultes (multipotentes) • “induced Pluripotent Stem cells” (iPS) La reprogrammation des cellules adultes différenciées Prix Nobel de médecine 2012 Sir John B. Gurdon, British 79 y Reversibilité Shinya Yamanaka, Japanese 50 y Reprogrammation Tissus sources de cellules souches • • Presque tous les tissus et organes: intestin, ovaire, cerveau, muscle, testicule, épiderme… Deux sources principales de cellules souches mésenchymateuse: • La moelle osseuse • Le tissu adipeux Les cellules souches du tissu adipeux Cellules Souches Embryonnaire Adultes Hematopoietiques Mésenchymateuses Moelle osseuse Avantages ASC: Adipose-derived stem cells (ASC) Prélèvement facile, pas de morbidité, grande quantité Tissu adipeux blanc Adipocytes 90% du volume de la graisse MEC = Collagènes I,III,IV,V,VI SVF= Stromal Vascular Fraction Isolement des ASC Digestion avec collagenase Centrifugation Excision ou lipoaspiration de TA Filtre Culture / Selection des ASCs SVF Stromal Vascular Fraction Lyse erythrocytaire Plasticité des ASC in-vitro hASCs Milieu de différenciation Cell Endothéliales Facteurs vW Adipocytes Oil Red O Chondrocyte Alcian bleu Ostéoblastes Rouge Alizarine Myocytes Myogenine Plasticité des ASC in-vivo Adipogénique Reconstruction mammaire, comblement de perte de substance Chondrogénique Lésions cartilagineuses, reconstruction du cartilage du nez et de l’oreille Ostéogénique Défect osseux, fracture importante, ostéogénèse imparfaite Myogénique Dystrophie musculaire Neurogénique Maladies dégénératives Pancréatique Diabète de type 1 Hépatique Insuffisance hépatique fulminantes, hépatopathies chroniques cirrhotiques Endothéliale Infarctus du myocarde, ischémies des membres, endothélialisation de greffon Cicatrisation par SVF et ASC Université Lyon 1 Laboratoire des Substituts Cutanés Ondine Royer, Odile Damour Plaie excisionnelle SVF ASC CryoP ASC frais Contrôle négatif x 2 Indice de cicatrisation Perfusion, US Doppler Tests biomécaniques Délai de cicatrisation % wound surface days Histologie Groupe non traité Groupe traité par ASC Number of caplillaries Nombre de vaisseuax Normal skin Stand Healing ASC cryo ASC fresh SVF Hyaluronic Vessels(Ø<1 0µm) 0% 80 % 75 % 42 % 75 % 65 % Vessels(10< Ø<25µm) 0% 12 % 15 % 33 % 15 % 25 % Vessels(Ø>2 5µm) 100 % 8% 10 % 25 % 10 % 10 % Acide Perfusion cutanée Test d’élasticité cutanée Stress – Strain and Elasticity Modulus (Young’s) Tissue elastometer Variation du module d'élasticité des plaies supérieures par rapport à de la peau saine (%) 400 350 Young’s modulus Wound/normal skin 300 250 200 150 100 50 0 -50 -100 SVF ASCd ASCf Ac hyal Cica Ingénierie tisulaire Prof. Alexander Seifalian Principes Harvesting Animal Research SVF isolation SCAFFOLD Human application Cell Banking ASC Isolation Ingénierie de la peau Ingénierie de la peau Ensemencement Fibroblastes Cellules endothéliales Ensemencement Kératinocytes + Culture DE 3 semaines Culture immergée semaine Culture 11semaine Interface air- liquide 2 semaines Derme Équivalent Peau reconstruite avec cellules du tissu adipeux après extraction après prolifération après différenciation Ingénierie du TA Graisse ASC Ensemencés dans matrice de collagène Etude préclinique J0 J 60 Matrice Témoin Tissu Adipeux Matrice ensemencée avec Préadipocytes Ingénierie osseuse Ingénierie du cartilage Ingénierie du cartilage Nouvelles voies de recherche Immuno-modulation induite par les cellules souches Associée à l’allotransplantation composite Bernard Devauchelle, Lionel Badet, Benoit Lengelé, Emmanuel Morelon, Sylvie Testelin, Mauricette Michallet, Cédric D’Hauthuille, Jean-Michel Dubernard. First human face allograft: early report. Lancet. 2006;368(9531):203-209. Mesenchymal Stem Cells in Allotransplantation Figure 3. Histopat h ological examination of MSCs and short-term cyclospo rine A (CsA) decreases allotran splant rejection. Merci de votre attention
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