La thérapie cellulaire, une voie prometteuse

L’AUTOGREFFE apporte localement une matrice de comblement et des cellules ostéoprogénitrices toutes deux indispensables à la production d’os nouveau. Cependant, ce n’est pas une solution universelle du fait de son volume limité et donc parfois insuffisant à résoudre une perte de substance volumineuse et d’autre part du fait de certains inconvénients toujours possibles sur le site du prélèvement.

Les allogreffes ou les substituts osseux, à la différence de l’autogreffe apportent seulement une matrice ostéoconductrice. D’autres solutions visant aussi à stimuler l’ostéo-induction comme par exemple l’usage des BMP (Bone Morphogenic Protein) ou encore l’utilisation de moyens physiques (champs électromagnétiques, ultrasons).

La réparation : un processus organisé.

L’aboutissement du processus de réparation physiologique est la reconstitution d’un os aux caractéristiques normales. Certaines conditions locales sont indispensables à la réalisation d’un tel objectif : interaction de cellules ostéogéniques, production de cytokines, élaboration d’une matrice ostéoconductrice, environnement mécaniquement stable, vascularisation satisfaisante. Il s’agit d’un processus dynamique complexe intriquant, comme lors de toute cicatrisation, des étapes successives individualisées : réponse inflammatoire, formation d’un cal mou cartilagineux, évolution vers un cal dur osseux, consolidation et remodelage osseux. Durant cette maturation de l’os de réparation, des processus cataboliques et anaboliques coexistent dans lesquels sont impliqués des mécanismes cellulaires (migration, prolifération et différenciation) parfaitement orchestrés par des cytokines et des facteurs de croissance.

Au terme de ce processus, la matrice de collagène mise en place va s’ossifier. La phase inflammatoire déclenchée lors de l’événement traumatique par les cytokines amplifie la mobilisation initiale de cellules inflammatoires peu spécifiques. Puis viennent ensuite les phases de prolifération et d’activation des cellules de réparation osseuse.

Plusieurs intervenants cellulaires.

De très nombreux types cellulaires interviennent dans les phases initiales inflammatoires et d’angiogénèse. Ces cellules vont sécréter des facteurs de croissance qui mobiliseront les acteurs essentiels de la réparation osseuse : les cellules souches mésenchymateuses (CSM), précurseurs des cellules ostéoprogénitrices (ostéoformatrices) elles-mêmes productrices des lignées cellulaires habituelles de l’os normal (en particulier ostéoblastes) et représentent les acteurs principaux de cette réparation osseuse. Ces CSM sont présentes en infime quantité dans la moelle osseuse, elles sont alors définies comme des cellules non hématopoïétiques pluripotententes c’est-à-dire capables de se différencier en cellules fonctionnelles des divers tissus mésenchymateux de l’organisme (os, cartilage, tendon…) et de conserver ce caractère pluripotent au travers de leurs cycles de reproduction

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La maîtrise des cellules souches.

L’expérience acquise de la recherche sur ces cellules souches mésenchymateuses par de nombreuses équipes de par le monde a permis de les identifier et d’en augmenter le nombre.

En effet à partir d’extraits de moelle osseuse où elles sont présentes en relativement petit nombre il est possible de les concentrer et ensuite de disposer de systèmes de culture permettant leur sélection et leur expansion en nombre. Une fois rendues disponibles en millions à partir de prélèvements, au départ réduits à quelques milliers ces CSM peuvent être soit injectés par voie percutanée (au niveau de la zone à traiter en quête de réparation osseuse accélérée) soit apportées chirurgicalement sur un support matriciel, à foyer ouvert, comme une greffe. La culture in vitro de ces CSM utilise le principe des bioréacteurs bien connus en ingénierie tissulaire.

Une fois le stock de CSM suffisamment amplifié pour répondre à chaque situation pathologique individuelle, des biomatériaux de support viendront structurellement faciliter l’implantation : céramiques (à base d’hydroxyapatite et/ou de phosphate tricalcique) ; éponges de collagène ou de polymère biodégradables. La bonne vascularisation de cette zone est un paramètre critique du succès de cette implantation

Une expérience clinique toujours en développement.

Pour l’instant les essais cliniques de ces techniques de réparation osseuse par thérapie cellulaire ne sont pas innombrables en partie pour des raisons de servitudes techniques de laboratoire qu’elles impliquent et plus accessoirement en raison de contraintes réglementaires.

Ces procédés trouvent leurs applications dans les cas de :

- retards de consolidation osseuse, des injections de moelle osseuse plusieurs fois concentrée en CSM apportent parfois la solution ;

- certaines pertes de substance osseuse diaphysaire du fémur ou du tibia. Les CSM sur des supports de biomatériaux apportent un composite de comblement permettant la reconstitution segmentaire que l’on ne pourrait obtenir que par d’autres alternatives plus invasives : technique de la membrane induite, technique du distracteur externe d’Ilizarov.

D’autres utilisations des CSM sont poursuivies dans les interventions de comblement des évidements de tumeurs osseuses bénignes (kystes essentiels en particulier…) ou dans les nécroses avasculaires telles que celles de la tête fémorale.

Malgré ces nombreuses perspectives d’usage cette modalité thérapeutique ne fait pas encore l’objet d’essais à grande échelle mais finira sans doute par s’imposer comme une alternative valide bien maîtrisée.

Conclusion.

La thérapie cellulaire est une modalité de réparation osseuse qui mérite de figurer dans l’arsenal thérapeutique utilisable à l’encontre de nombreuses situations pathologiques squelettiques. Toutes les applications d’une telle technique ne sont pas encore totalement exploitées (ostéoporose en particulier). Plus les cultures de cellules souches mésenchymateuses deviendront routinières et plus le recours à ces techniques se fera quotidien dans la chirurgie reconstructrice de l’appareil locomoteur.

D’après la conférence d’enseignement du professeur P. Rosset, Tours.