Method Article
La divulgation précise des méthodes et des protocoles est cruciale pour l’adoption à grande échelle des thérapies à base de cellules souches. Ici, nous présentons un protocole pour isoler les cellules régénératives dérivées de l’adipose, utilisées pour une seule injection intracaverneuse comme traitement de la dysfonction érectile (DE) après une prostatectomie radicale (RP).
Les cellules souches sont utilisées dans de nombreux domaines de recherche en médecine régénérative, en partie parce que ces traitements peuvent être curatifs plutôt que symptomatiques. Les cellules souches peuvent être obtenues à partir de différents tissus et plusieurs méthodes d’isolement ont été décrites. La méthode présentée pour l’isolement des cellules régénératives dérivées de l’adipeuse (ADRC) peut être utilisée dans de nombreux domaines thérapeutiques car la méthode est une procédure générale et, par conséquent, ne se limite pas au traitement de la dysfonction érectile (DE). La dysfonction érectile est un effet secondaire fréquent et grave de la prostatectomie radicale (RP), car la dysfonction érectile n’est souvent pas bien traitée avec un traitement conventionnel. L’utilisation des ADRC comme traitement de la dysfonction érectile a suscité un grand intérêt en raison des premiers résultats positifs après une seule injection de cellules dans le corps caverneux. La méthode utilisée pour l’isolement des ADRC est un processus simple et automatisé, reproductible et garantissant un produit uniforme. De plus, la stérilité du produit isolé est assurée car l’ensemble du processus se déroule dans un système fermé. Il est important de minimiser le risque de contamination et d’infection puisque les cellules souches sont utilisées pour l’injection chez l’homme. L’ensemble de la procédure peut être effectué dans les 2,5 à 3,5 heures et ne nécessite pas de laboratoire classé, ce qui élimine le besoin d’expédier des tissus hors site. Cependant, la procédure présente certaines limites puisque la quantité minimale de lipoaspirat drainé pour que le dispositif d’isolement fonctionne est de 100 g.
Les cellules souches ont la capacité de se différencier en différents types de cellules, et elles sécrètent des facteurs paracrines qui sont censés favoriser le processus de guérison dans les tissus endommagés 1,2,3,4. Ils sont donc attrayants dans le domaine de la médecine régénérative, car ils peuvent représenter un traitement curatif possible.
La prostatectomie radicale (RP) est le traitement curatif doré pour les patients atteints d’un cancer de la prostate localisé à risque faible / intermédiaire et d’une espérance de vie > 10 ans. Le but de la chirurgie est l’éradication du cancer, mais elle a plusieurs effets secondaires. La prévalence de l’incontinence post-prostatectomie varie de 2 à 60% et la dysfonction érectile (DE) est ressentie par 20 à 90% des patients5. La technique d’épargne nerveuse est une option chez certains patients (score de Gleason < 7, faible risque de maladie extracapsulaire)5. Cette technique épargne les nerfs responsables de l’érection, mais même si cela est possible, de nombreux patients signalent encore une dysfonction érectile postopératoire.
Les options de traitement pour la rééducation du pénis après RP consistent principalement en un traitement avec des inhibiteurs de la PDE-5, une thérapie par injection ou instillation et des pompes à vide. Les médicaments utilisés pour la rééducation du pénis diffèrent pharmacologiquement, mais leur mécanisme d’action comprend la relaxation des cellules musculaires lisses dans le corps caverneux. Cependant, de nombreux patients connaissent un échec de traitement et n’obtiennent jamais un effet du médicament qui permet les rapports sexuels6.
On pense que la dysfonction érectile qui se produit après la RP est due à des changements structurellement irréversibles7. Ces changements se produisent dans le tissu caverneux et comprennent l’apoptose des cellules musculaires lisses et endothéliales et la fibrose. Le mécanisme veino-occlusif qui est responsable d’une partie centrale de l’érection, est altéré par les changements, ce qui entraîne un remplissage et une dureté plus faibles du pénis7.
De nombreux patients rapportent que la dysfonction érectile qu’ils subissent a un impact négatif sur leur qualité de vie8. Ils ne sont pas prêts à abandonner leur activité sexuelle après la chirurgie et, par conséquent, une thérapie curative pour la dysfonction érectile est attrayante, lorsque les autres traitements disponibles pour la rééducation du pénis échouent.
Dans des essais antérieurs, y compris des essais sur des animaux et des essais de phase 1 sur des humains, les cellules souches ont montré des résultats prometteurs en tant que traitement alternatif de la dysfonction érectile 2,9,10,11,12. Les résultats montrent qu’il est sûr d’utiliser des ADRC et que la fonction érectile est significativement améliorée après une seule injection dans le corps caverneux 2,9,10,11,12. On pense que les cellules régénératives dérivées des adipeux (ADRC) soutiennent la régénération tissulaire par des mécanismes paracrines grâce à la libération de multiples hormones, de facteurs de croissance neurotrophiques et autres, de cytokines et éventuellement de micro-ARN13. En outre, les ADRC sont capables de se différencier en plusieurs types de cellules matures, y compris les cellules musculaires endothéliales et vasculaires, les cellules cartilagineuses, les ostéocytes et les neurones14,15. Ces propriétés rendent les cellules souches intéressantes pour le développement d’un nouveau traitement permanent contre la dysfonction érectile.
Les cellules souches sont divisées en plusieurs groupes, essentiellement ceux dérivés de l’embryon précoce (cellules souches embryonnaires) et ceux du tissu adulte (cellules souches adultes). Les cellules souches adultes comprennent les cellules souches mésenchymateuses (CSM) qui sont multipotentes et peuvent être trouvées dans la moelle osseuse, le tissu adipeux, le sang de cordon ombilical, le placenta et la pulpe dentaire17.
Les cellules souches du tissu adipeux sont faciles d’accès, contrairement aux cellules souches dérivées de la moelle osseuse. Le prélèvement de cellules souches dans la moelle osseuse est une procédure risquée et douloureuse par rapport à la liposuccion. Le nombre de cellules possibles à prélever dans la moelle osseuse sera limité, tandis que seuls les dépôts de tissu adipeux du patient fixent la limite du nombre de cellules pouvant être récoltées. Il est donc possible d’isoler une grande quantité de cellules souches du tissu adipeux sans qu’il soit nécessaire de cultiver les cellules pour obtenir une quantité satisfaisante. Les cellules régénératives dérivées des adipeux, également appelées fraction vasculaire stromale (VSF), sont composées de nombreux types de cellules, y compris les CSM, les cellules endothéliales, les péricytes, les cellules immunitaires et les progéniteursdont 18. Ceux-ci peuvent tous jouer un rôle dans le processus de régénération.
L’objectif de la présente étude est d’étudier l’effet des cellules souches sur la dysfonction érectile après RP en utilisant 4 mL d’ADRC autologues isolés du tissu adipeux fraîchement récolté après injection dans les corps caverneux.
Toutes les méthodes décrites dans le protocole ont été approuvées par le Comité national d’éthique danois (n° 37054), l’Autorité danoise de la santé et des médicaments (numéro EUDRA-CT 2013-004220-11) et l’Agence danoise de protection des données (2008-58-0035). L’étude a été enregistrée à ClinicalTrials.gov (NCT02240823). L’étude a été réalisée conformément à la Déclaration d’Helsinki surveillée par l’unité des bonnes pratiques cliniques (BPC) de l’hôpital universitaire d’Odense. La préparation de l’ADRC a été effectuée dans un établissement de tissus agréé pour la manipulation de tissus et de cellules humains à l’hôpital universitaire d’Odense (Autorité danoise de la santé et des médicaments, autorisation n° 29035).
1. Recrutement des patients/participants
2. Liposuccion
REMARQUE: La liposuccion est une opération qui élimine la graisse ou les lipocytes de la région sous-cutanée. Cette partie du protocole est réalisée en tant que liposuccion standard et la procédure est effectuée dans des conditions stériles dans une salle d’opération. Tous les instruments utilisés dans le cadre de la procédure doivent être stériles et le chirurgien doit porter des gommages, une blouse chirurgicale stérile, des gants stériles, un masque chirurgical et un chapeau.
3. Isolement des ADRC
REMARQUE: Le processus d’isolement des ADRC est effectué comme décrit en détail dans le manuel d’utilisation suivant l’appareil (voir le tableau des matériaux). Il est important que la procédure soit effectuée dans des conditions stériles pour s’assurer que la lipoaspirat n’est exposée à aucun contaminant lors de la purification des ADRC. Le temps nécessaire à l’isolement des ADRC dépend du volume de lipoaspirat, mais l’ensemble de la procédure prendra environ 2,5 heures à l’aide du dispositif semi-automatique décrit ici.
4. Implantation des ADRC dans les corps caverneux
REMARQUE: Il s’agit d’une procédure stérile. Tous les instruments doivent être stériles et la personne qui injecte la solution contenant les cellules souches dans les corps caverneux doit porter des gants stériles. Le patient est éveillé pendant cette procédure et recevra ses propres cellules souches. Les ADRC sont injectés sans compter les cellules avant l’injection.
5. Soins postopératoires
La procédure présentée a été utilisée pour un essai clinique ouvert de phase 1 portant sur 21 patients19. Le critère d’évaluation principal de l’essai était l’innocuité de l’utilisation des ADRC chez l’homme et le critère d’évaluation secondaire était l’effet des ADRC sur la fonction érectile.
Vingt et un hommes ont été inclus dans l’essai avec un âge moyen de 60 ans (intervalle 46-69) et une érection normale et une vie sexuelle active avant la RP en raison d’un cancer de la prostate. Ils ont tous souffert de dysfonction érectile après la RP, sans aucun signe de guérison des médicaments disponibles pour la rééducation du pénis. Six hommes souffraient d’incontinence comme effet secondaire de la RP. Tous les hommes ont reçu une seule injection intracaverneuse d’ADRC isolée avec la méthode présentée.
Les 21 hommes ont été suivis de 4 visites à la clinique externe 1, 3, 6 et 12 mois après l’injection. La fonction sexuelle a été évaluée à l’aide de questionnaires validés – l’indice international de la fonction érectile-5 (IIEF-5) et le score de dureté de l’érection (EHS) (joints en annexe).
Aucun événement grave ne s’est produit au cours de l’observation. Huit hommes ont signalé une rougeur transitoire et un gonflement aux sites d’injection, trois ont signalé une réaction dans la région du pénis. Huit événements mineurs réversibles liés à la liposuccion ont été rapportés, tels qu’une légère gêne abdominale et des hématomes abdominaux mineurs. Aucun patient n’a signalé d’inconfort au suivi de 1 mois. Huit sur quinze (53%) dans le groupe continent ont déclaré que la fonction érectile était suffisante pour les rapports sexuels à 12 mois. Le groupe de 6 hommes incontinents n’a montré aucune amélioration de la fonction érectile.
Continent | Incontinent | |
Patients inclus | 15 | 6 |
Effet significatif | 8 | 0 |
Tableau 1 : Le tableau montre les différences d’effet significatif du traitement entre les patients continentaux et incontinents.
La procédure présentée pour isoler les ADRC ne se limite pas à être utilisée uniquement pour le traitement de la dysfonction érectile, mais peut être utilisée dans de multiples autres formes de traitement et d’expériences. Notre essai a montré que les ADRC autologues fraîchement isolés sont sûrs à utiliser, et le traitement est bien tolérable dans un suivi de 12 mois.
Avant d’utiliser la procédure, il y a quelques considérations à prendre en compte. Un inconvénient de cette procédure est que le patient doit être sous anesthésie générale pendant la liposuccion. La liposuccion est possible sous anesthésie locale, mais un essai précédent a montré qu’une combinaison d’anesthésiques locaux et d’adrénaline peut avoir un impact négatif sur la croissance cellulaire des fibroblastes20. Le risque d’être sous anesthésie générale est généralement faible, mais un résultat négatif est toujours observé. Ce risque doit être pris en compte lorsque les patients sont sélectionnés pour le traitement. La liposuccion est une intervention chirurgicale et, par conséquent, comportera toujours un risque de complications. Comme pour toutes les autres interventions chirurgicales, il existe un risque de saignement postopératoire entraînant la formation d’hématomes et un risque d’infection. Certains de nos patients ont également signalé une sensibilité transitoire réduite de la peau abdominale. Une complication immédiate de la liposuccion est le saignement. On sait que les patients risquent de contracter des complications systémiques lorsque de grandes quantités de tissu sont enlevées. La liposuccion dans cette procédure était relativement petite et n’était donc pas considérée comme un facteur de risque.
Les complications de l’injection de cellules sont rapportées comme une rougeur transitoire, une sensibilité et des hématomes.
Le dispositif utilisé pour l’isolation des ADRC, a été choisi parce que le système est homologué CE. Au Danemark, il est obligatoire d’utiliser un équipement approuvé CE parce que les autorités classent le traitement avec des cellules souches comme un essai de dépistage de drogue, lorsque l’ADRC est utilisé pour l’injection chez l’homme.
L’appareil présente des avantages tels que l’ensemble de la procédure étant normalisé et exécuté dans un environnement stérile fermé sans nécessiter un laboratoire hautement classifié. Le risque de contamination est donc réduit. Cela garantit que la procédure est uniforme et reproductible, et que la qualité du produit final est toujours la même à chaque fois (cependant, cela dépend également de la qualité du tissu d’entrée). Effectuer l’isolation sur l’appareil est facile et ne nécessite pas d’opérateurs spécialement formés.
Une limitation de l’appareil est que l’entrée minimale dans la machine est de 100 g de lipoaspirat drainé. Comme la liposuccion est complètement terminée avant le début du traitement cellulaire (et dans notre cas, à un endroit différent, pas dans la salle d’opération) selon notre expérience, cela nécessitera que la quantité de lipoaspirat soit d’au moins 125 mL en utilisant la mesure approximative des seringues de 50 mL. Sinon, il y a un risque qu’il n’y ait pas assez de matériel pour que la machine puisse continuer. En outre, l’utilisation de la limite supérieure (l’entrée maximale est de 425 mL) entraînerait une très longue procédure d’isolement.
Les cellules souches adultes du tissu adipeux et de la moelle osseuse semblent avoir une capacité d’auto-renouvellement et de différenciation comme les cellules souches embryonnaires. L’un des avantages des ADRC par rapport aux cellules souches hémopoïétiques est un rendement 100 à 500 fois plus élevé par volume tissulaire par rapport à la moelle osseuse21,22, et, par conséquent, les ADRC n’ont pas besoin d’être cultivés. De plus, les cellules souches hémopoïétiques sont plus difficiles et plus douloureuses à prélever sur le patient que le tissu adipeux. Dans de nombreuses situations, le tissu adipeux n’est qu’un déchet après la chirurgie. Il est possible de cultiver des cellules souches pour donner un rendement plus élevé adapté à l’angiogenèse, mais les ADRC fraîchement isolés peuvent avoir un potentiel angiogénique plus élevé quele 23 cultivé.
L’auteur Søren P. Sheikh est PDG de Blue Cell Therapeutics, Copenhague, Danemark.
Ce travail a été fondé par l’hôpital universitaire d’Odense (11/31936), le Centre danois de médecine régénérative (14/50427) et la Société danoise du cancer.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Liposuction | |||
Abdominal Binder | Dale | Size depent of the patient | |
Adhessive OP-towel | Mölnlycke Health Care | 906677 | 90x75 cm |
Adrenalin 1 mg/ml | Amgros I/s | 74 44 23 | 1 ml |
Basic OP supplies | Mölnlycke Health Care | 97010873-07 | |
Carbon Steel blade 11 | Swann-Morton | ||
Chlorhixidine Ethanol | Faarborg Pharma | 5% colored | |
Disposable set Lipocollector 3 | Human Med | 670200 | |
Extension hoses | Extrudan | 5.8/8.3 mm, Ch 25, 3,5 M long | |
Gaze Rags | Barrier | 175201 | 30x45 cm |
Jelonet | Smith and Nephew Medical Ltd | 90509225 | 10 x 10 cm |
Marcaine 5 mg/ml + Adrenaline 5 micrigram | Astra Zeneca | 20 mL | |
Mesorb Bandage | Mölnlycke Health Care | 677001 | 10x13 cm |
Microlance | Becton Dickinson | 304622 | 18 G + 23 G |
Monocryl suture | Ethicon | 04:00 | |
Ringer-lactat | Fresinus Kabi | ||
Sterile gloves | Gammex | 330052065 | |
Surgical Gown | Mölnlycke Health Care | 690103-01 | |
Surgical Marker | Richard-Allan | ||
Surgical Mask | 3M | ||
Syringe | Codan Medical | 6,28,402 | 50/60 ml cath tip |
Syringe | Becton Dickinson | 700016181 | 1 ml |
WAL- Applikator for cannulae 25/30 cm | Human Med | REF 500001 | |
Isolation of ADRC's | |||
1 ml Syringe | Becton Dickinson | REF 303172 | |
3 way stopcock | One Med | REF 10554-01 | |
Adhesive OP-towel | Mölnlycke Health Care AB | REF 906677 | 90x75 cm |
Cytori Celution 800IV device | Cytori | ||
Desinfection swaps | Mediq Danmark | 3340010 | |
Microlance | Becton Dickinson | 25G (0,5*25 mm) | |
Nitril Gloves | Abena | Powder free | |
OR drape Sheet, 2 layers | Lohmann & Rauscher | REF 33005 | |
Ringers Lactate | Fresinus Kabi | 06756 (DK) | |
Sterile gloves | |||
Sterile gown | |||
Supplemental kit for Cytori Celution 800IV devise | Cytori | ||
Termometer | Thomas Scientific | traceable | |
Injection of ADRC's | |||
Aperture drape | One Med | REF1565-01 | 75*90 cm |
Desinfection swap | Mediq Danmark | 3340010 | |
Pean | Leibinger | 32-01257 | |
Silicone Vessel Loop | Purple Surgical | REF PS3203 | |
Sterile gloves | Sempermed | Or Use your favorite |
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