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) 2 5e journée scientifique – 19 mars 2016 Principales causes des brûlures American Burn Association 2011 3 5e journée scientifique – 19 mars 2016 1 Profondeur des brûlures 1er degré 2e degré superficiel 2e degré profond 3e degré 4 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 5 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 6 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 7 5e journée scientifique – 19 mars 2016 Caractéristiques des fibroblastes réticulaires • Ils produisent beaucoup moins de décorine, de fibromoduline et de TGF3 que les fibroblastes papillaires • La décorine et la fibromoduline sont des protéoglycannes qui fixent et inhibent le TGF1 • Le TGF3 est une cytokine qui réduit l’expression du TGF1 • Ils expriment plus de récepteurs au TGF1 (TGF receptor type II) J Burn Care Res 2012;33:218–227 Wound Repair Regen 19:368-78, 2011. 8 5e journée scientifique – 19 mars 2016 Rôle du TGF1 • Le TGF1 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 9 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 10 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 11 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 12 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 14 5e journée scientifique – 19 mars 2016 Couverture temporaire des brûlures: éponge de collagène acellulaire Burns 39:1577-87, 2013 15 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 16 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 17 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. 18 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 19 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 20 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 22 Mise en culture des cellules ©LOEX ©LOEX 23 Amplification des cellules ©LOEX 24 5e journée scientifique – 19 mars 2016 8 Progression des cultures épithéliales ©LOEX Une double amplification est nécessaire (soit 2 x 5 à 7 jours) 25 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 26 5e journée scientifique – 19 mars 2016 Transplantation du feuillet sur le brûlé ©LOEX ©LOEX 27 5e journée scientifique – 19 mars 2016 9 Histologie de la peau à 3 semaines ©LOEX ©LOEX 28 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 29 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 10 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 31 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 11 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 36 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 37 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. 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