Traitement des brûlures par génie tissulaire Traitement des

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Traitement des brûlures par
génie tissulaire
François Berthod, Ph.D.
François A. Auger, MD
Centre LOEX de l’Université Laval
Centre de recherche du CHU de Québec,
Hôpital de l’Enfant-Jésus
Département de Chirurgie, Université Laval
[email protected]
Regroupement québécois
en soins de plaies
5e journée scientifique
Conflit d’intérêt
• Contrat de recherche financé par les Laboratoires
Pierre Fabre (France) de décembre 2015 à février
2016 (sans lien avec les plaies)
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Principales causes des brûlures
American Burn Association 2011
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
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Profondeur des brûlures
1er degré
2e degré
superficiel
2e degré
profond
3e
degré
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Capacité de cicatrisation des brûlures du
2ième degré profond et du 3e degré
• La persistance des follicules pileux est
une source de kératinocytes
permettant une réépithélialisation
lente de la plaie
• Les follicules pileux contiennent des
cellules souches cutanées
• Ces cellules souches vont jouer un
rôle essentiel dans la régénération
de l’épiderme
• La guérison spontanée des brûlures
du 2e degré profond produit des
cicatrices hypertrophiques
• Une brûlure du 3e degré ne peut pas
cicatriser spontanément
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Quel est l’impact de la destruction de
l’épiderme?
• La destruction de la barrière cutanée induit une perte
d’eau massive via l’exsudation du liquide extracellulaire
ainsi que des pertes d’ions et de protéines (albumine et
fibrinogène)
• Des études récentes ont montré que les kératinocytes
sécrètent une molécule (la stratifine) qui stimule la
dégradation de la matrice de collagène produite par les
fibroblastes, et qu’ils libèrent au moins un autre facteur
qui inhibe leur production de collagène
• En absence d’épiderme, le derme produit donc un excès
de matrice extracellulaire
J Cell Biochem 98:383-93, 2006
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
2
Quel est l’impact de la profondeur de la
brûlure sur la cicatrisation
• Des études récentes ont montré qu’il y avait 2
populations différentes de fibroblastes dans le derme
• Les fibroblastes papillaires dans le derme
papillaire
• Les fibroblastes réticulaires dans le derme profond
• Lorsque la blessure ne concerne que
le derme papillaire, la réparation se
fait sans cicatrice
• Lorsqu’elle atteint le derme profond,
elle se fait en mobilisant les
fibroblastes réticulaires qui induisent
la formation d’une cicatrice
hypertrophique
70 days after wounding
J Burn Care Res 2012;33:218–227
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Caractéristiques des fibroblastes
réticulaires
• Ils produisent beaucoup moins de décorine, de
fibromoduline et de TGF3 que les fibroblastes
papillaires
• La décorine et la fibromoduline sont des
protéoglycannes qui fixent et inhibent le TGF1
• Le TGF3 est une cytokine qui réduit l’expression
du TGF1
• Ils expriment plus de récepteurs au TGF1 (TGF
receptor type II)
J Burn Care Res 2012;33:218–227
Wound Repair Regen 19:368-78, 2011.
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Rôle du TGF1
• Le TGF1 induit la différenciation des fibroblastes du
derme en myofibroblastes
• Il peut être sécrété par les macrophages, mais aussi par
les fibroblastes
• Les myofibroblastes ont des propriétés contractiles, et
leur fonction est de contracter les plaies pour réduire la
surface à réparer
• À la fin de la phase de
maturation (jusqu’à 2 ans),
ils disparaissent par apoptose
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
3
Couverture permanente des brûlures
• Principe de l’autogreffe
• On prélève de la peau saine sur les zones non brûlées
• Site donneur, correspond à une brûlure du 2e degré superficiel,
guéri en 2 semaines
• On la greffe sur les zones brûlées
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Couverture permanente des brûlures
• Technique de l’autogreffe « meshée »:
• on prélève la peau saine restante et on la
transplante sur les brûlures, après avoir
augmenté sa surface
Peau « meshée », surface
X 2,5
Prélèvement de
peau
Technique des îlots,
surface X 4
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
©LOEX
Limites de l’autogreffe
•
Pour les grands brûlés (>50% de surface corporelle), les
techniques conventionnelles ne sont pas adaptées
• il faudra plus de 6 à 8 mois pour recouvrir complètement un
brûlé à 80% par la technique de l’autogreffe.
Les risques de septicémie sont très élevés.
•
Les alternatives de couverture temporaire des plaies:
• Les greffes de peau de cadavre
• Les matrices biologiques (Integra)
•
Les alternatives de couverture permanente des plaies:
• Les pulvérisations de suspensions cellulaires
• Les feuillets épidermiques autologues
• Les peaux reconstruites autologues
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
4
Couverture temporaire
des brûlures
• Technique de l’homogreffe, et
variantes
• on greffe de la peau de cadavre sur
les brûlures
• rejetée au bout de 4-5 semaines chez les
brûlés (normalement 2 semaines)
• on greffe des membranes
amniotiques
• on recouvre de pansements
temporaires plus ou moins
sophistiqués
5e journée scientifique – 19 mars 2016
Couverture temporaire des brûlures:
éponge de collagène acellulaire
• Integra est une éponge de collagène recouverte d’une
membrane de silicone
• L’éponge de collagène permet le remodelage du
derme (de façon permanente)
• La membrane de silicone est imperméable et
transparente
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Couverture temporaire des brûlures:
éponge de collagène acellulaire
Burns 39:1577-87, 2013
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
5
Couverture temporaire des brûlures:
éponge de collagène acellulaire
• Avantages de l’approche:
• Elle permet une couverture immédiate des plaies,
même profondes
• Elle favorise le remodelage du derme
• La membrane peut être stockée à température
pièce pendant une longue durée
• Inconvénient:
• Elle nécessite une seconde étape de greffe de
peau autologue pour reconstruire l’épiderme
• Le pansement est cher
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Couverture permanente des brûlures par
pulvérisation de suspensions cellulaires
• L’objectif ce cette approche est d’effectuer
extemporanément la dissociation des cellules
composant une petite biopsie de peau en une
suspension cellulaire qui pourra être pulvérisée sur les
plaies
• La compagnie Avita Medical propose le kit ReCell®
de production d’une suspension de cellules à partir
d’une biopsie de peau
• La technique permet de réduire le besoin
en sites donneurs
• Combinée au autogreffes meshées, elle
permet d’utiliser des interstices plus grands
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Bilan de la technique
• Avantages
• La procédure est rapide (environ 30 min) et peut être
faite pendant la chirurgie Elle permet de diminuer les
besoins en sites donneurs et donc accélérer la
couverture des plaies
• Elle permet une meilleur préservation des mélanocytes
• Inconvénients
• La technique n’amplifie pas les cellules, mais se
contente de les disperser, ce qui réduit le gain de
surface et de temps par rapport à une greffe
d’épithelium
• Moins appropriée pour les brûlures profondes
Burns 38:44-51, 2012; Wounds 27:31-40, 2015.
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
6
Couverture permanente des brûlures par
un feuillet de kératinocytes autologues
• Les plaies ou les sites donneurs sont recouverts par
des feuillets de kératinocytes obtenus d’une biopsie
de peau saine du patient, après amplification des
cellules en laboratoire
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Production de feuillets épidermiques
(LOEX, CHU de Québec, Hôpital de l’Enfant-Jésus)
• Prélèvement d’une biopsie de peau saine
(environ 4 cm2) dans des conditions stériles
• Transfert dans un flacon contenant du milieu
de culture
©LOEX
©LOEX
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Objectif: extraire les kératinocytes de la
couche basale de l’épiderme
Couche
cornée
Couche
granuleuse
Couche épineuse
Couche basale
Membrane basiliaire
Tiré de A.J. Geras, Dermatology: A Medical Artist’s Interpretation. 1990
21
5e journée scientifique – 19 mars 2016
7
Extraction des cellules
©LOEX
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Mise en culture des cellules
©LOEX
©LOEX
23
Amplification des cellules
©LOEX
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
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Progression des cultures épithéliales
©LOEX
Une double amplification est nécessaire (soit 2 x 5 à 7 jours)
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Détachement et transport du feuillet
•
•
•
Le feuillet épidermique peut être
détaché du flacon par traitement
à la dispase
Le haut du flacon est ensuite
découpé au fer à souder pour
avoir accès au feuillet
Pour pouvoir manipuler le feuillet
épidermique, très fragile, il faut
l'agrafer à une gaze
©LOEX
©LOEX
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Transplantation du feuillet sur le brûlé
©LOEX
©LOEX
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
9
Histologie de la peau à 3 semaines
©LOEX
©LOEX
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Bilan de la technique
• C’est une technique efficace car elle permet de
sauver des vies
• Elle permet de réduire de 6 à 1 mois la période de
maintien des patients en unité de soins intensifs,
elle augmente donc beaucoup leurs chances de
survie
• Cependant, elle ne permet pas une cicatrisation
optimale des plaies
• Apparition de cicatrices hypertrophiques associées
• Épiderme plus fragile (saignements)
• Douleur chronique ou
démangeaisons
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Greffes des feuillets épidermiques sur
les sites donneurs
• Induit une cicatrisation 50%
plus rapide et de meilleure
qualité (7-10 jours au lieu de
15-20)
• Le même site donneur peut
être prélevé jusqu’à 5 fois
• Permet d’augmenter la
quantité de peau pour les
autogreffes, et donc
d’améliorer la qualité de la
cicatrisation des zones
greffées
©LOEX
5e journée scientifique – 19 mars 2016
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Couverture permanente des brûlures par
une peau reconstruite autologue
• Développement d’une peau complète par génie
tissulaire à partir des propres cellules du patient
• En combinant à la fois le derme et l’épiderme
• Pour produire le derme, on utilise le principe de la
formation spontanée de matrice extracellulaire
par les fibroblastes humains
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Modèle de peau reconstuite avec des
feuillets de fibroblastes
28 jours de
maturation in vitro
7 jours de
maturation
3 feuillets sont empilés
Ensemencement des
kératinocytes
Interface air-liquide
14 jours de
maturation
7 jours de
maturation
©LOEX
5e journée scientifique – 19 mars 2016
Transplantation sur des brûlures
profondes
Jour 0
Chirurgie réalisée par
Dr. Louise Duranceau
Hôtel-Dieu, Montréal
Jour 7
Integra
Jour 14
Jour 21
Peau pleine épaisseure
Jour 14
5e journée scientifique – 19 mars 2016
©LOEX
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Coût/bénéfice du traitement
Avantages:
•La technique ne nécessite aucun matériel exogène
• En n’utilisant que les cellules du patient, on simplifie l’obtention d’une approbation
de Santé Canada, et on réduit les risques de transmission virale
•Le résultat clinique est nettement meilleur qu’avec les feuillets de
kératinocytes (peut être envisagé pour la chirurgie esthétique)
Inconvénients:
•Nécessite une longue période de culture (50 jours)
•Demande une grande quantité de travail et une importante installation de
culture de cellules (idéalement salles blanches)
•Le coût de production est très élevé
Conclusion:
•Le bénéfice pour le patient est indiscutable
•Le coût pour le système de santé devrait être amorti à long terme
5e journée scientifique – 19 mars 2016
Transplantation sur des ulcères
Ulc
ère
3 semaines
©LOEX
Travail fait par Marie-Hélène Rochon and Nathalie Dubé
7 semaines
Ulcère guéri
5e journée scientifique – 19 mars 2016
Coût/bénéfice du traitement
• Il existe une peau reconstruite hétérologue
commercialisée pour le traitement des ulcères
• Apligraf est composée d’un derme et d’un
épiderme allogéniques
• Le pansement a une durée de vie limitée à 2
semaines
• Il est prévu pour 3 applications ou plus
• Recommandé pour le traitement des ulcères
veineux de la jambe et
les ulcères diabétiques du pied
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
12
Étude comparative pour le traitement
des ulcères veineux de la jambe
• Comparaison entre
• Apligraf
• Talymed, Polymère de glucosamine biodegradable
isolées de microalgues
• Oasis, matrice de collagène acellulaire de porc
• Les résultats se sont révélés aussi bons entre Apligraf et
Oasis, et les auteurs concluent qu’Apligraf n’a pas
montré de bénéfice comparé à Oasis
• Le coût du traitement avec Apligraf est 10 fois plus
élevé qu’avec Oasis, et 20 fois plus qu’avec Talymed
• Apligraf doit être utilisé dans les 15 jours suivant sa
réception, contrairement à Oasis et Talymed
J Manag Care Pharm. 2012;18(5):375-84
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
Merci de votre attention!
LOEX, Hôpital de l’Enfant-Jésus
5e journée scientifique – 19 mars 2016
Références bibliographiques
• Ghaffari A, Li Y, Karami A, Ghaffari M, Tredget EE and Ghahary A. Fibroblast
extracellular matrix gene expression in response to keratinocyte-releasable stratifin. J
Cell Biochem 98:383-93, 2006.
• Honardoust D, Varkey M, Marcoux Y, Shankowsky HA and Tredget EE. Reduced decorin,
fibromodulin, and transforming growth factor-beta3 in deep dermis leads to
hypertrophic scarring. J Burn Care Res 33:218-27, 2012.
• Honardoust D, Varkey M, Hori K, Ding J, Shankowsky HA and Tredget EE. Small leucinerich proteoglycans, decorin and fibromodulin, are reduced in postburn hypertrophic
scar. Wound Repair Regen 19:368-78, 2011.
• Lagus H, Sarlomo-Rikala M, Bohling T and Vuola J. Prospective study on burns treated
with Integra(R), a cellulose sponge and split thickness skin graft: comparative clinical
and histological study--randomized controlled trial. Burns 39:1577-87, 2013.
• Hankin CS, Knispel J, Lopes M, Bronstone A and Maus E. Clinical and cost efficacy of
advanced wound care matrices for venous ulcers. J Manag Care Pharm 18:375-84,
2012.
• Wood FM, Giles N, Stevenson A, Rea S and Fear M. Characterisation of the cell
suspension harvested from the dermal epidermal junction using a ReCell(R) kit. Burns
38:44-51, 2012.
• Sood R, Roggy DE, Zieger MJ, Nazim M, Hartman BC and Gibbs JT. A comparative study
of spray keratinocytes and autologous meshed split-thickness skin graft in the
treatment of acute burn injuries. Wounds 27:31-40, 2015.
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5e journée scientifique – 19 mars 2016
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