Séance du mercredi 6 décembre 2006

CELLULES SOUCHES, FACTEURS DE CROISSANCE ET CONSOLIDATION OSSEUSE DIAPHYSAIRE
14h00-17h00 - Les Cordeliers
Modérateur : Philippe VICHARD

Résumé
- Vote pour le renouvellement partiel du Conseil d’administration
- Élection de membres honoraires
- Élection de membres associés étrangers
- Élection de membres associés français

Résumé
Les cellules souches (CS) et progéniteurs adultes sont des cellules
aux potentiels prolifératifs et différenciatifs importants. Ce sont
donc des cellules professionnelles de la régénération tissulaire. La
moelle osseuse chez un homme adulte comporte plusieurs types de
cellules souches et progéniteurs : les CS hématopoïétiques et nonhématopoïétiques
dont font partie les cellules souches mésenchymateuses
(CSM). Ces CSM génèrent in vivo toutes les cellules du
squelette. Elles sont sélectionnées in vitro via un processus d’adhérence
et d’expansion. Ainsi, à partir de 1ml de MO, on peut obtenir
plusieurs millions de cellules.
Les CSM cultivées ont des caractéristiques phénotypiques et fonctionnelles
qui leur sont propres et donc nécessaire à leur caractérisation.
Leur potentiel régénératif a été montré pour l’os, le cartilage et
le stroma de support à l’hématopoïèse et plusieurs études cliniques
ont été rapportées. Certaines avaient pour but d’utiliser ces potentiels
pour améliorer le tableau clinique d’enfants atteints d’osteogenesis
imperfecta, d’autres pour combler des défauts osseux importants,
pour la reconstitution du cartilage du genou, mais aussi pour
régénérer les zones infarciées du coeur. Par ailleurs, nous savons
aujourd’hui que ces CSM sont également capables d’inhiber la
réponse immunitaire contre le rejet et d’intenses investigations sont
encore en cours pour en évaluer l’efficacité et les mécanismes in
vivo.
Toutes ces potentialités font des CSM syngéniques ou allogéniques
un outil incontournable pour la régénération de tissus lésés ou malades
et leur pouvoir immunomodulateur permet aussi d’étendre leur
utilisation comme médicament immunosuppresseur de rejet d’organes
allogreffés.

Abstract
Adult stem and progenitor cells have strong proliferation and differentiation
potentials allowing them to regenerate damaged tissues. In
the human adult bone marrow, two types of stem and progenitor
cells can be found: hematopoietic stem cells and non-hematopoietic
stem cells such as mesenchymal stem cells (MSCs). These MSCs
are the origin of all connective tissue cells. Therefore, they have the
ability to regenerate cartilage, bone, muscle, tendon, ligament and
fat. They are isolated in vitro by using their adhesion capacities on
plastic of the culture flasks and by their strong proliferation potentials.
Using this protocol, it is possible to obtain several million
cells from 1ml of bone marrow.
Cultured MSCs were used in clinical studies for assessing their
osteo-chondrogenic potentials. They were injected to improve the
osteogenesis imperfecta disease, to fill bone defects or to regenerate
cartilage. Several reports have also shown a potential to regenerate
or to preserve vascular cells and cardiomyocytes after ischemia.
Besides, MSCs are able to immunosuppress the allogenic T lymphocyte
responses in vitro as well as in vivo.
In conclusion, MSCs are stem cells easy to obtain and to expand
with strong regeneration potentials in allogenic and syngenic settings.

Résumé
Les fractures ouvertes du tibia, 2000 à 3000 par an en France posent un problème thérapeutique et socio-économique. Elles consolident dans des délais supérieurs d’au moins deux mois à ceux des fractures fermées, avec des arrêts de travail souvent supérieurs à 6 mois. Dans près de la moitié des cas, une ré intervention est nécessaire pour obtenir la consolidation. L’intervention de référence pour obtenir la consolidation, est l’apport d’auto greffe spongieuse, à ciel ouvert, avec risque de complications septiques, au niveau tibial, dans 3 à 20% des cas, et des douleurs résiduelles sur la prise de greffe, dans près de 20% des cas. D’autres alternatives ont été proposées pour raccourcir les délais de consolidation : procédés physiques, facteurs de croissance etc. qui sont en cours de validation. L’utilisation de moelle osseuse concentrée, injectée au niveau, est une méthode dont l’efficacité a été montrée dans le traitement des pseudarthroses de jambe (Hernigou 2005). Une étude pilote, réalisée dans le service, a montré que l’utilisation de cette technique (avant le 3ème mois), dans les fractures ouvertes, améliorait les délais et le taux de consolidation, évitant ainsi le recours à des gestes plus agressifs. L’injection de moelle concentrée autologue (IMOCA) a une morbidité quasi nulle. Elle utilise le « principe actif » cellulaire des auto greffes spongieuses, et ne fait pas appel à des facteurs de croissance, dont les effets, à moyen terme, restent à évaluer. Elle ne pose pas de problème, sur le plan de la sécurité biologique. Pour valider cette hypothèse un programme hospitalier de recherche (PHRC) va débuter en 2007. L’objectif est de montrer que l’injection d’IMOCA faite un mois après une fracture ouverte du tibia réduit le taux de réinterventions dans les 12 mois qui suivent le traumatisme. Des critères d’exclusion ont été précisés. On imagine les conséquences financières et socio-économiques d’une telle attitude.

Résumé
Les protéines de la morphogenèse (BMPs) sont des facteurs de croissance, découverts il y a 40 ans, lorsque Marshall Urist et son équipe ont montré que des extraits protéiques d’os étaient capables d’induire la formation de tissu osseux, en site ectopique. Ces molécules ont été ensuite caractérisées, et leur gène cloné. On connaît aujourd’hui une vingtaine de BMPs, appartenant toutes à la super famille des Transforming Growth Factor b (TGF b), mais, seules, six d’entre elles possèdent une activité ostéo inductrice. Ces substances régulent la croissance, la différenciation et la maturation du tissu osseux, notamment lors du développement embryonnaire, et contribuent à sa réparation, en cas de fracture. Elles agissent par la voie des smad (signalling mother against decapentaplegic peptide), des facteurs transcriptionnels, qui pénètrent dans le noyau, et stimulent certains gènes. Les BMPs stimulent l’ossification enchondrale. A ce titre, elles sont toutes chondrogéniques, mais chaque molécule agit à un stade différent de la maturation ostéoblastique. Les BMPs 5 et 6 stimulent la maturation chondrocytaire, les BMPs 4, 7, et 8 agissent au cours de la phase ostéogénique, La BMP 2 stimule la production des BMPs 3 et 4. L’effet des BMPs dépend de la dose employée, et de la cinétique de relargage local. Les BMPs 2 et 7, actuellement disponibles sur le marché, sont couplées à du collagène bovin de type I, ce qui permet une libération contrôlée de la BMP, pendant 15 jours. Si l’efficacité des BMP est indéniable, il faut cependant rappeler que ces molécules sont ubiquitaires et ont des récepteurs dans la plupart des organes. Un certain nombre de travaux sont encore nécessaires pour obtenir un vecteur de relargage adapté, et vérifier l’inocuité de ces molécules, administrées à des doses supra-physiologiques.

Résumé
Les fractures des os longs se compliquent de pseudarthrose dans
10% des cas. En cas d’appartenance à un groupe à risque, le taux de
pseudarthrose peut atteindre 30%. Par ailleurs l’évolution d’une
pseudarthrose est imprévisible et le caractère septique assombrit le
pronostic et augmente la morbidité. La reconstruction osseuse en
cas de défect osseuse reste un problème mal résolu par les techniques
classiques. L’amputation du membre est toujours d’actualité.
La connaissance des mécanismes de la consolidation osseuse est
cruciale. Il est admis aujourd’hui que celle-ci dépend de 3 acteurs
essentiels : les cellules mésenchymateuses, les protéines inductrices
et un support. L’autogreffe, qui apporte ces 3 acteurs, mais en quantité
inconnue, demeure une des solutions de référence dans la prise
en charge des pseudarthroses. Les protéines inductrices osseuses
(BMP) sont maintenant utilisables en clinique et peuvent être ajoutées
dans le foyer de pseudarthrose lors de son traitement. Mais quel
est le mode d’action de ces facteurs ? Quels sont leurs avantages et
leurs inconvénients ? Sont ils sûrs ? Sont ils efficaces et si oui sont
ils supérieurs aux techniques classiques ? Est il alors possible de
comparer les résultats des séries de pseudarthroses avec des
« défects » osseux septiques ou non ? Et comment obtenir une vraie
comparaison dans ces cas compassionnels.

Abstract
Long bones fractures are complicated by non union in 10 % of the
cases. In the “risk” groups, the non union rate can reach 30 %. In
addition, evolution is unforeseeable on sight of the septic nature of
the pseudarthrosis, which worsens the prognosis and increases morbidity.
Bone reconstruction in case of bone defect, remains an unresolved
problem today with the classic techniques. Amputation is
still a topical solution in these non union problems. The knowledge
of the factors intervening in the bone reconstruction and the molecular
mechanisms are crucial. It is well known that the osteoregeneration
depends on 3 actors: the osteoregenerative cells
(mesenchymal stem cells, osteoblasts), the osteoinductive proteins
and the carrier. The autograft gathers the whole of these actors:
cells and growth factors contained within a matrix. The Bone
Morphogenetic Proteins (BMP), are one of these growth factors.
They are now usable in clinical practice and can be added during
the treatment of a resistant non union. What is the mode of action of
these growth factors? What are their advantages and their drawbacks?
Are they safe? Are they effective and, above all, are they
superior to the classic techniques in the treatment of the long bones
non union? Is it possible to compare resistant cases of non union
with bone defect or/ and septic complications after iterative procedure?
How to obtain control group in such situations ?