1.a. Le derme - Cicatrisation.info

20/01/2017
1
THÉRAPIE CELLULAIRE DES
BRÛLURES CUTANÉES
Institut de Recherche Biomédicale des Armées (IRBA)
Unité de Thérapie Tissulaire de Traumatologie de guerre
(UT3G)
Antenne Centre de Transfusion Sanguine des Armées
1 rue du lieutenant Raoul Batany
BP 410
92141 CLAMART cedex
Marina Trouillas, PhD, [email protected], 01.41.46.72.09
19/01/2017
Plan
1. Introduction sur la brûlure
a. Généralités sur la peau
b. Réparation cutanée
c. La brûlure (Définition, physiopathologie, conséquences)
Pi h l i d’ bûl th i
2
2.
P
r
i
se en c
h
arge c
l
ass
i
que
d’
une
b
r
ûl
ure
th
erm
i
que
3. Alternatives: Utilisation de substituts cutanés produits
par ingénierie tissulaire
a. Les substituts épidermiques
b. Les substituts de peau totale
4. L’utilisation des CSM pour la réparation cutanée
5. Utilisation de nouvelles technologies : 3D bioprinting
1.a. Introduction - la peau
3
Epiderme: Fonction de protection
•Protection (couche cornée)
•Cellules de Merkel (Sensibilité)
•Mélanocytes (Photoprotection)
•Cellules de Langerhans (immunoprotection)
Derme: Tissu de soutien et Nourricier
•Matrice extracellulaire : Propriétés mécaniques
•Fibroblastes:
synthèse et remodelage matriciel
Croissance et différenciation des
kératinocytes
•Sensibilité
•Vascularisation (apports de nutriments
Hypoderme : Propriétés mécaniques et thermiques
Coupe de peau
d’après Géras, In Dermatology, 1990
1.a. Introduction – l’épiderme
Loricrine
Filaggrine
Involucrine
K1, K10
Kératohyaline
Loricrine
Pfil i
Lavoie et al., 2009
d
e différenciation
4
P
ro
fil
aggr
i
ne
Involucrine
K1, K10
Ki67, K5, K14, K19, K15
Intégrines
Stade
d
Collagène IV et VII, Laminine
3-3-2, perlecan, etc..
1.a. La jonction dermo-épidermique
Epiderme
Nie 2012: “BM plays
a substantial role in
ll l i ti
Derme
ce
ll
u
l
ar commun
i
ca
ti
ons
and maintains the stem
cell-like qualities of
undifferentiated
keratinocytes “
1.a. Le derme
Sorrell & Caplan, 2004

20/01/2017
2
1.a. Homéostasie cutanée
cellule <->matricecellule <->cellule
Résultante d'interactions multiples
Kératinocytes
Fibroblastes
Matrice
1.b. Processus de cicatrisation
Phase Inflammatoire
•Formation d’un caillot
•Activation des plaquettes
•Recrutement de Neutrophiles puis de Macrophages
Fi d’ i d li
Phase de proliferation / Réepithélialisation
Phase de maturation / Remodelage
Gurtner et al, 2008
•
F
ormat
i
on
d’
un t
i
ssu
d
e granu
l
at
i
on
•Recrutement de fibroblastes et différenciation en
myofibroblastes
•Nouvelles matrices conjonctives
•Vascularisation
•Migration des keratinocytes à partir des berges
de la plaie et différenciation
•Fermeture de l’épiderme
•Apoptose de myofibroblastes
•Remodelage matriciel ( qualité/ structure)
1b. Processus de cicatrisation
Eming SA et al, 2009
1.c. Introduction – La brûlure
La brûlure peut avoir différentes origines…
radio-induite
électrique
contact
flamme
par frottementchimiqueliquides chauds
80% des cas de brûlures (Rowan MP et al, 2015)
1.c. Introduction – La brûlure
11
11824 patients hospitalisés pour
brûlures en 2011:
10% de séjours pour brûlure grave
Dé d éj l
Grand brûlé
D
ur
é
e moyenne
d
e s
éj
our pour
l
es
bûlures graves: 34 jours
(Pasquereau A., Thélot B., InVs, 2014)
Séquelles : problèmes fonctionnels,
esthétiques, psychologiques et/ou
relationnels (Echinard 2010)
Excision des tissus brûlés
Cicatrices suite à une brûlure
1.c. Introduction – La brûlure
Evaluation de la surface brûlée
Face palmaire de la main
=
12
1 % de la surface corporelle
SITE % de la surface totale
Tête et cou 1 x 9 %
Membres supérieurs (chacun) 1 x 9 %
Membres inférieurs (chacun) 2 x 9 %
Tronc (faces ant. et post.) 4 x 9 %
Périnée 1 %
Règle des 9 de Wallace

20/01/2017
3
1.c. Introduction – La brûlure
13
Degrés de brûlure
Peu ou pas de
régénération
possible
1.c. Introduction – La brûlure
Destruction traumatique
de la peau
Et quelquefois des tissus
14
sous-jacents
Evaluation:
Profondeur
Surface
Rose et al, 2016
1.c. Cicatrisation des brûlures
4 à 5 jours après
desquamation Aucune
Temps nécessaire Complications
Brûlure du
1er degré
10 à 14 jours Dyschromie possible
(en l’absence d’infection)
21 à 35 jours Cicatrices majeures
Guérison spontanée impossible
traitement chirurgical nécessaire
Cirodde A et al, 2015
Brûlure du
2nd degré
superficiel
Brûlure du
3ème degré
Brûlure du
2nd degré
profond
1.c. Introduction – Physiopathologie de la brûlure
Relargage de médiateurs de l’inflammation,
induit par la nécrose et la formation in situ de
complexes lipido-protéiques toxiques
(Allgöwer M et al, 2008)
Dans les cas les plus sévères: réponse
inflammatoire systémique et défaillance multi-
16
organes
Evolution des brûlures sévères en trois phases:
Phase précoce de choc: hyperinflammation,
défaillance multi-organes et aggravation de la
plaie
Phase hypermétabolique: défaillance multi-
organes maintenue par un état inflammatoire
durable, immunodépression
Phase locale de remodelage: induction d’une
cicatrice fibrotique, hypertrophique ou rétractile
(Leclerc T et al, 2011)
Rose et al, 2016
2. Prise en charge d’un grand brûlé
Réparation spontanée exclue chez un grand brûlé
Besoin d’une prise en charge médicale spécifique:
17
Excision précoce de la zone brûlée (toxicité du tissu brûlé)
Nécessité d’une recouverture rapide du grand brûlé pour
restaurer la barrière cutanée
Restaurer le tissu lésé : apport nécessaire d’un support
matriciel et de cellules progénitrices
2. Nécessité d’excision-greffe précoce
•Tissu nécrotique =
toxique
•Brûlure plaie
Bûl f d t
18
•
B
r
ûl
ure pro
f
on
d
e e
t
étendue :
•excision
•greffe

20/01/2017
4
2. Traitement chirurgical de la brûlure
19
Utilisation d’Autogreffes: « Gold Standard »
Prélèvement du site
donneur
0.2 à 0.4 mm
d’épaisseur
Expansion de la
surface prélevée
filet (x 1.5 à 8)
Greffe
Excision précoce
Inconvénients immédiats:
Saignement
Douleur
Zone de prélèvement problématique
pour un grand brûlé
Inconvénients lointains
Cicatrices en résilles sur la zone
greffée
Cicatrices de la zone prélevée
2. Traitement chirurgical de la brûlure
Utilisation d’Allogreffes
Prélèvement
Donneur décédé
Conservation
Fîh
20
F
ra
î
c
h
es,
cryo-préservées,
Glycérol à 85%
Utilisation
Couverture temporaire
Greffe composite en sandwich
Préparation d’un socle aux cultures
Rarement pour couverture définitive
3. Alternatives: Utilisation de substituts cutanés
produits par ingénierie tissulaire
Types cellulaires
(Kératinocytes,
fibroblastes,
Cellules
dhélil
Collagène
Fibrine
Acide
hyaluronique
Gl i
21
Kamel RA et al, 2013
en
d
ot
héli
a
l
es,
autres)
Autologues vs
allogéniques
Cellules
fraichement
isolées ou
cultivées in vitro
Gl
ycosam
i
no -
glycanes
Matrices
synthétiques
3.a. Développement de substituts épidermiques
22
Les substituts épidermiques actuels (Kamel et al., 2013)
Feuillet de keratinocytes (auto vs allo) produit sur un
su
pp
ort
p
lasti
q
ue
pp p q
Keratinocytes en suspension auto vs allo +/- dans matrice
de fibrine
Utilisation d’un support matriciel
Fibrinogène purifié (Pellegrini et al., 1999; Ronfard et
al., 2000)
Matrices issues de plasma (Llames et al, 2004)
3.a. Les substituts épidermiques
Nom Descriptif du substitut Références
Epicel (Genzyme Biosurgery )
Feuillet de kératinocytes autologues
sur une gaze vaseliné
Rheinwald and Green
et al, 1975, Gallico
1984
Cell Spray (ClinicPerthal Cell
Culture
)
Suspension cellulaire de keratinocytes Gravante et al 2007
d Sh kl
t l
2010
23
Kamel RA et al, 2013
Culture
)
autologues cultivés ou non an
d Sh
u
kl
a e
t
a
l
2010
MySkin (CellTran Ltd) Keratinocytes quasiconfluents sur une
couche de silicone
Moustafa
et al, 2004
Laserskin or Vivoderm (Fidia
Advanced Biopolymers)
Keratinocytes autologues dans une
matrice d’acide hyaluronique
Lam PK et al, 1999
Bioseed-S (BioTissue Technologies
GmbH)
Keratinocytes autologues en
suspension dans une matrice de
fibrine
Johnsen S et al, 1994
JACE (Japan Tissue engineering
Co)
Feuillet de kératinocytes autologues
sur une gaze vaseliné
Matsumura H et al,
2013
3.a. Alternatives pour le traitement des grands
brûlés
Alternative de traitement pour les grands brûlés sur plus de
60% de leur surface corporelle (Cirrode et al., 2011):
Diversité de techniques suivant les centres
Gff d bi é l ff d
24
G
re
ff
es
d
e su
b
st
i
tuts cutan
é
s comp
l
ets ou gre
ff
e en
d
eux temps
d’une partie dermique puis d’une partie épidermique
Techniques utilisées au CTB de Percy:
Technique de Cuono (Cuono et al., 1986)
Technique combinée (Braye et al, 2000)
Culture
d’épiderme
autologue

20/01/2017
5
3.a. Technique de Cuono et utilisation de culture
d’épiderme autologue (CEA)
25
Préparation du socle dermique : technique de « Cuono »
Préparation en parallèle de feuillets
épidermiques autologues
Ecision des tissus
brûlés et biopsie
de peau saine
Couverture
temporaire par
allogreffe ou
xenogreffe
Vascularisation du derme
Abrasion de
l’épiderme de la
greffe
•Evite la réaction
inflammatoire de rejet de
l’épiderme de l’allogreffe
ou la xenogreffe
Pose de greffon
épidermique
autologue sur un
derme régénéré
3.a. Les Cultures d’Epidermes Autologues (CEA)
26
Biopsie Récupération des kératinocytes
et culture sur cellules nourricières
Culture
Culture de greffons épidermiques autologues
Préparation du socle dermique
3.a. Rétrospective de la recherche sur les
kératinocytes (Ghadially 2012)
27
Epidermal
Proliferation
Unit (EPU)
1969
1969
Les kératinocytes forment
des colonnes avec des
cellules basales
clonogéniques
(Mackenzie 1969, 1970) Human skin showing columnal organization (MacKenzie 1975)
3.a. Rétrospective de la recherche sur les
kératinocytes (Fuchs 2009)
28
EPU
(Mackenzie)
1969
Stem cells =
Label
retaining cells
1981
1969
In vivo study in mice
Tritiated thymidine and BrdU
Keratinocyte souche =
•Cellules quiescentes à faible activité mitotique (Conservation de l’analogues de
base sur le long terme)
•Démonstration de l’ ’existence de kératinocytes souches inter-folliculaires et les
kératinocytes souches localisés dans le renflement des follicules pileux et de la
glande sébacée
Bickenbach 1981, Morris 1985, Potten and Morris 1988
1981
3.a. Rétrospective de la recherche sur les
kératinocytes
29
EPU
(Mackenzie)
1969
Label retaining
cells
(Bickenbach,
Potten, Morris)
1981
Clonal
Analysis 
hierarchy
prolif kera
1987
1969
1981
1987
Stem cells Transit amplifying
stem cells
Barrandon Green 1987 Holoclones, Meroclones, Paraclones
3.a. Rétrospective de la recherche sur les
kératinocytes
30
EPU
(Mackenzie)
1969
Label retaining cells
(Bickenbach, Potten,
Morris)
1981
Clonal
Analysis
(Barrandon
Green)
1987
1993
Start of
epidermal
stem cells
marker
1969
Jones and watt 1993 : les
Integrines Beta1 ont un
plus fort potentiel
prolifératif in vitro
1981
1987
1993