Les échafaudages :

Lors de l’utilisation de la méthode de génie tissulaire, les cellules sont souvent ensemencées dans une structure matricielle artificielle capable de supporter la formation de tissu en trois dimensions. Ces structures, généralement appelées échafaudages, servent habituellement au moins un des objectifs suivants:

1- Permettre l’adhérence et la migration cellulaire. 2- Servir de support aux cellules

3- Permettre la diffusion des nutriments cellulaires essentiels et des produits secrétés 4- Exercer certaines influences mécaniques et biologiques pour modifier le comportement cellulaire.

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1.3.4.1 Les matériaux utilisés comme échafaudages :

De nombreux matériaux différents ont été étudiés. Les plus courants sont des matériaux naturels et certains polyesters.

L’acide polylactique « PLA »est un polyester qui se dégrade dans le corps humain pour former de l'acide lactique, un produit chimique d'origine naturelle, qui est facilement éliminé par le corps.[66] D'autres exemples similaires sont l'acide polyglycolique (PGA)[66] et le polycaprolactone (PCL)[67] :le mécanisme de dégradation est comparable à celui du PLA, mais ils présentent respectivement une dégradation plus rapide et plus lente par rapport aux PLA.[68, 69]

Parmi les matériaux naturels, les différents dérivés de la MEC tels que le collagène ou la fibrine ou des matériaux de polysaccharidiques, comme le chitosane ou les GAG sont très étudiés.[66, 67]

Le LOEX a développé une méthode qui fait appel à la capacité des Fb à synthétiser une MEC in vivo. Les Fb sont cultivés dans des conditions leur permettant de fabriquer in vitro cette même MEC, entrainant la formation d’une matrice très similaire à celle retrouvée in vivo.[70]

1.3.4.2 Les applications médicales du génie tissulaire:

1.3.4.2.1 Historique de la thérapie cellulaire chez les grands brûlés:

Au début des années 80, la technique de culture des cellules de l’épiderme (kératinocytes) a été développée permettant une première application clinique du génie tissulaire à Boston en 1981.

Les recherches sur les greffes de la peau:

La culture des cellules de l’épiderme ne comporte cependant qu’un seul type de cellules cutanée et ne permet la reconstruction que d’une seule des trois couches principales de la peau.[71] Les travaux de recherche ont permis le développement d’autres types de substituts cutanés plus proche de la réalité en ajoutant un derme constitué d’une MEC et de Fb.[72, 73]

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D’autres projets de recherche et de développement sont en cours, en particulier l’élaboration de nouveaux substituts cutanés comportant d’autres types de cellules, par exemple des cellules endothéliales, dans le but de reconstituer une peau ayant les mêmes caractéristiques et les mêmes fonctions que la peau normale.[71]

1.3.4.2.2 La technique d’autoassemblage du LOEX :

Depuis 1985, le centre LOEX de l’Université Laval utilise la capacité des Fb à produire une MEC importante en présence d’acide ascorbique.[74] Une méthode de fabrication du derme a été développée à partir de cellules humaines de peau afin de réparer des blessures de grandes surfaces grâce à la méthode du génie tissulaire. Cette technologie de génie tissulaire dite d’autoassemblage permet d’obtenir des tissus reconstruits (essentiellement de la peau mais d’autres tissus peuvent être produits par cette technique) élaborés uniquement à partir de cellules humaines.[70] Cette technique est basée sur la production de la MEC par les cellules fibroblastiques de façon similaire à ce qui se passe in vivo. En effet, in vivo, la MEC n'est pas constitué uniquement de collagène bien que celui-ci soit majoritaire. La technique d’autoassemblage est basée sur la possibilité que les cellules peuvent sécréter une MEC complexe, beaucoup plus complexe que la production in vitro d’un gel de collagène pur par exemple. Lors de la reconstruction d’un substitut cutané, des kératinocytes sont rajoutés au-dessus du derme afin de reconstituer un épiderme différencié.[75] Puisque les cellules nécessaires à la reconstruction du derme et de l'épiderme peuvent être isolées à partir d’une petite biopsie prélevée chez un patient, cette technologie permet la fabrication d’un substitut cutané autologue qui ne sera pas rejeté par le système immunitaire du patient après la greffe, permettant ainsi une intégration permanente. Le laboratoire utilise actuellement cette peau reconstruite pour traiter des patients brulés sur une grande partie de leur corps (plus de 60%) suite à une acceptation spéciale de Santé Canada. Par contre, le temps de fabrication de cette peau, environ 6 à 7 semaines, est un inconvénient majeur pour une utilisation large de ce traitement chez les patients (Figure 17).[47]

31 Figure 17: la technique d’autoassemblage développée au LOEX.

La thérapie tissulaire est une stratégie permettant de traiter les patients grands brûlés. Le traitement des brûlures varie en fonction de leur sévérité, et celle-ci dépend de la surface corporelle atteinte (exprimée en % de la surface corporelle) et de la profondeur de la brûlure.[76]

On parle de patient grand brûlé lorsque celui-ci est brulé à plus de 20 % de sa surface corporelle (10 % pour les enfants et les personnes âgées) et de brûlé grave à partir de 40 %. La chirurgie appliquée chez le grand brûlé consiste à éliminer le plus rapidement possible la peau nécrosée et à la remplacer par de la peau prélevée chez le patient lui-même.[71] Quand la surface brûlée dépasse les 50% chez l’adulte et 30% chez l’enfant, il est cependant difficile d’obtenir de la peau autologue en quantité suffisante pour recouvrir les surfaces brûlées, ce qui augmente le risque de décès.[47] De ce fait, les cultures de cellules cutanées jouent un rôle central dans le traitement des brûlures graves.[47]

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