Cicatrisation et régénération tissulaire, des …

1 A. DESMOULIERED partement de PhysiologieFacult de Pharmacie,Universit de Limoges, France30 novembre 2011, Conf rence HYGIA, en partenariat avec LVMH-Recherche,Acad mie Nationale de Pharmacie,Facult des Sciences Pharmaceutiques et Biologiques,Universit Paris-Descartes, ParisCicatrisation et r g n ration tissulaire, des approches th rapeutiques nouvellesR paration tissulaire : les diff rentes tapesPhase vasculaireet inflammatoirePhase de prolif rationPhase de maturationTempsIntensit de la r ponseD p t d une matrice provisoireD veloppement du tissu de granulationFormation d une cicatriceMEC +Prot ases et TIMPs"remodelage" Envahissement du site de la l sion par les fibroblastes qui acqui rent un ph notypemyofibroblastiquePropri t s contractiles conf r es parl expression d actine -musculaire lisseActivit de s cr tion conduisant un important d p t de matrice extracellulaire (MEC)fibroblastemyofibroblastePhase de prolif rationTIMP : "Tissue Inhibitorof Metalloproteinases"Proto!

2 MyofibroblasteFibres de stress (actines cytoplasmiques)MigrationProlif rationd activationStressm canique++ContractionD p t de MECM yofibroblasteFibres de stress (actinealpha!musculaire lisse)MatriceextracellulaireFibroblastea poptoseFacteurs solubles (TGF 1)et/ou composants de la MEC(fibronectine ED!A)Illustration sch matique montrantl volution du ph notype (myo)fibroblastiquePhase de maturation Remodelage matriciel Diminution de la cellularit et r organisation vasculaire(apoptose des myofibroblasteset des cellules endoth liales) Desmouli re et al. Apoptosis mediates the decrease in cellularity during the transition between granulation tissue and scar. Am J Pathol 1995 EpidermeDermeHypodermeInteractions entre le derme et l piderme :le derme soutient et nourrit l piderme pidermejonctiondermo! pidermiquedermefibroblastematricevaissea usanguinR le de l environnement m canique dans le d veloppementdes myofibroblastesUn mod le sch matiqued activation du TGF 1 latent par traction cellulaireR le du "transforming growth factor" 1 (TGF 1) dans la diff renciationmyofibroblasriqueDesmouli re et al.

3 Transforming growthfactor! 1 induces !smooth muscle actinexpression in granulation tissue myofibroblasts and in quiescent and growingcultured fibroblasts. J Cell Biol 1993 Serini et al. The fibronectin domain ED!A is crucial for myofibroblastic phenotype induction by transforming growth factor!beta1. J Cell Biol 1998+ MEC+ tension m caniqueHinz, Darby, Gabbiani, Desmouli re. The role of the myofibroblast in fibrosis and cancer progression. In Tumor Associated Fibroblasts and their Matrix , Fusenig NE, Mueller MM (eds), Springer, 2011L sion tissulaireR paration normale "Clotting" et inflammationD veloppement dutissu de granulationPlaieschroniquesFormation dela cicatriceProlif ration non contr l e, Cicatrisation excessive (cicatricehypertrophique, fibrose)R parationpathologiqueCicatrisation excessivePhase vasculaireet inflammatoirePhase de prolif rationPhase de maturation TempsIntensit de la r ponseFormation d une cicatriceRemodelageSynth seXR action stromaleaux tumeurs pith lialesFibrose des poumons, des reins, du de DupuytrenCicatrices hypertrophiquesSituations pathologiques caract ris es par la pr sence (excessive) de myofibroblastesHinz, Darby, Gabbiani, Desmouli re.

4 The role of the myofibroblast in fibrosis and cancer progression. In Tumor Associated Fibroblasts and their Matrix , Fusenig NE, Mueller MM (eds), Springer 2011 Facult s de M dicine et de Pharmacie, CHU Dupuytren, LimogesLe baron Guillaume Dupuytren (1777-1835)est n pr s de Limoges. Les contracturesobserv es dans la maladie de Dupuytrensont dues aux hypertrophiquesImmunomarquage pourl actine !musculaire lisseEhrlich, Desmouli re et al. Morphological and immunochemical differences between keloid and hypertrophic scar. Am J Pathol 1994 Costa et al. Mechanical forces induce scar remodeling. Study in non!pressure versus pressure!treated hypertrophic scars. Am J Pathol 1999 Evolution des cicatrices hypertrophiques : compression (immobilisation)Pas de traitementCompressionjdejdejde : jonctiondermo! pidermiquefoie normalfibrosecirrhoseLa fibrose est due un d p t excessive de matrice extracellulaireLa cirrhose est un stade avanc de fibrose, caract ris par la formation de nodules de r g n ration (parenchyme) s par s par des septes fibreuxactine !

5 Musculaire lisseCicatrisation excessive : fibrose/cirrhose h patiqueL sion tissulaireR paration normale "Clotting" et inflammationD veloppement dutissu de granulationPlaieschroniquesFormation dela cicatriceProlif ration non contr l e, Cicatrisation excessive (cicatricehypertrophique, fibrose)R parationpathologiquePlaies chroniquesPhase vasculaireet inflammatoirePhase de prolif rationTempsIntensit de la r ponseD veloppement du tissu de granulationXSynth seD gradationQUELPANSEMENTPOURQUELLEPLAIE ?Les diff rentes tapesPhase vasculaire et inflammatoire :d p t d une matrice provisoire.> d tersion (nettoyage de la plaie)Phase de prolif ration : d veloppementdu tissu de granulation.> bourgeonnementPhase de maturation : formation de lacicatrice.> pidermisationGurtner et al. Wound repair andregeneration. Nature 2008 Quel pansement pour quelle plaies ?

6 R les des pansements! Cr er un milieu humide! Maintenir le milieu humide! Contr ler les exsudats! viter la contamination externe! Contr ler les odeurs! Pr server le lit de la plaie! Pr server la peau p ril sionnelle! Et favoriser la Cicatrisation ? Cicatrisation dirig e en milieu humide :- maintenir l'exsudat s reux au contact de la plaie,- entretenir un environnement de plaie chaud et r cents et futursPansements dits actifs ! r gulateurs de l action des prot ases ;! contenant des facteurs de croissance ou favorisant leur action ;! constitu s de diff rents l ments de la matrice extracellulaire (collag nes, lastine, acide hyaluronique) ;! base de miel (apith rapie) ;..Eming S, Smola H, et al. The inhibition ofmatrix metalloproteinase activity in chronicwounds by a polyacrylate superabsorber. Biomaterials 2008. contr.+MMP!9 MMP!2trait avecle PSA(zymographie)PSA : "polyacrylate superabsorber"MMP : "matrix metalloproteinase"Traitements r cents et futursPansements dits actifs !

7 R gulateurs de l action des prot ases ;! contenant des facteurs de croissance ou favorisant leur action ;! constitu s de diff rents l ments de la matrice extracellulaire (collag nes, lastine, acide hyaluronique) ;! base de miel (apith rapie) ;..pansement classique mielMatrice extracellulaire + des cellules = derme reconstruitMatrice extracellulaireDerme reconstruit + piderme = peau reconstruiteChirurgieLa couverture de la plaie peut se faire au moyen de greffes cutan es ou, le plus souvent, de lambeaux. + les substituts cutan sLa th rapie par pression n gative (TPN ), par application locale d une pression n gative (sous atmosph rique) au travers de la surface de la plaie gr ce une structure spongieuse, favorise la Cicatrisation . Cette technique simple consiste mettre en place dans la plaie un bloc de mousse r ticul e rendu tanche gr ce un film adh sif transparent et appliquer une force d aspiration (pression n gative) gr ce une tubulure plac e sur la mousse.

8 Le vide ainsi cr apporte alors un effet b n fique la plaie par l interm diaire de diff rents m canismes. Cicatrisation par la technique de pression n gativestimulation dutissu de granulation limination du liquideinterstitiel (oed me)pr servation d un milieuhumide et ti dediminution de lacharge bact rienneam lioration de la circulation sanguineet de la perfusion dermiquemousse non toxiqueapplication locale d unepression n gativeImpulsions !Migration des macrophages,et des leucocytesR duction de l d meFormation des capillairesAction bact ricide (pH > 7)..Cette technique consiste appliquer sur la plaie, des stimulations lectriques de basses fr +Migration des fibroblastesSynth se des prot inesFormation de capillairesAction bact ricide (pH < 7)..impulsions lectriquesde basse fr quencen gatives ou positivesdiminution de lacharge bact riennestimulation dutissu de granulationam lioration de la circulation sanguineet de la perfusion dermique+-++++----R parationde la peauR g n ration de la peauCellulesoucheCellulesdiff renci esCelluleprog nitrice(prog niteurs pr coces et tardifs)Les cellules souchesAugmentation du degr de diff renciationDiminution descapacit s de prolif rationDivisions asym triquesstade blastocystetotipotentepluripotentemultip otenteoeuf f cond cellules souchesembryonnairesmasse cellulaireinterne (futur embryon)trophoblaste(futur placenta)cerveau moelle osseuse(sang + CSM)crypteintestinalpeau,tissu adipeuxcellules souchesadultes (ousomatiques)

9 Allogreffeautogreffeunipotented apr s RogisterCellulesoucheCellulesdiff renci es Cellules souches pluripotentes induites Celluleprog nitriceIl est possible de reprogrammer des cellules diff renci es pour leur faire r acqu rir des propri t s de cellules souchesLes cellules souchesCultivated Adult Stem Cell Alternative for Damaged tissuE (CASCADE) peau quivalentein vitroK ratinocytesFibroblastesDerme quivalentGel de collag ne Cellules souches/stromalesm senchymateuses(moelle osseuse,tissu )Les sources de cellules souches/stromalesm senchymateuses (CSM)Moelle osseuseTissu adipeuxTissus extra!foetauxS paration et culture cellulaireCD73CD90CD105S paration gr ce des marqueurs membranairesS paration par adh sion puis expansionD apr s Micallef et al. Use of mesemnchymal stem/stromal cells in skin repair. J Wound Technology 2011 Strat gies th rapeutiquesPr !

10 DifferenciationModifications g n tiques ex vivoChoix du support ( , biomat riaux)et/ouassociation de plusieurstypes cellulairesChoix du mode d administration et de la quantit de cellulesM decine r g n ratriceAnalyses de : -l effet survie cellulaire/la prise de greffe long tumorig nicit .CSM amplifi esEchantillonsbrutsIng nieriecellulaire/tissulaireD apr s Micallef et al. Use of mesemnchymal stem/stromal cells in skin repair. J Wound Technology 2011Le vieillissement cutan D t riorationD veloppementD veloppementD t rioration photo!prot g e ou jeunetensionsynth sepr sencem canique de procollag ne de collag nasesnormale normalenormaled apr s Fischer et al. Looking older: fibroblast collapse and therapeutic implications. Arch Dermatol 2008 Sch ma repr sentant les relations entre les(myo)fibroblastes et la matrice extracellulaireFragments decollag ne"Cross!