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Le but de notre expérience était d’étudier le potentiel ostéogénique d’une greffe de cellules souches mésenchymateuses adipeuses (AMSCs) à l’aide de deux modèles porcins. Le premier consistait en l’implantation de cages de PolyEtherEtherKetone (PEEK) en intersomatique au niveau lombaire. Nous avons comparé 4 groupes expérimentaux correspondant au matériau de remplissage des cages intersomatiques, à savoir : une autogreffe d’os spongieux, un greffon d’os spongieux lyophilisé irradié, des cellules souches adipeuses différenciées en structure ostéoblastique tridimensionnelle et, finalement, une cage PEEK implantée vide. En confrontant nos résultats en termes de formation osseuse, nous pouvons dire que l’implantation d’une cage vide semble être une bonne solution thérapeutique de premier ordre pour les retards de consolidations. De plus, nous évitons tous les problèmes secondaires liées à la prise de greffe et les comorbidités dues à ce second site de prélèvement. Cependant, lorsque nous nous trouvons dans une situation critique (perte de vascularisation de la zone, pseudarthrose,…), les AMSCs montrent un bon potentiel ostéogénique, ostéoinducteur et peuvent mener à une fusion osseuse. Ces résultats sont confirmés par notre second modèle, une pseudarthrose fémorale formée puis confirmée à 6 mois post-opération. Les AMSCs différenciées en structure tridimensionnelle permettent de combler cette pseudarthrose ce qui confirme leur potentiel ostéoinducteur et ostéogénique.

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Objectives: In this study, we will be analyzing the feasibility and safety brought by the utilization of human derived-adipose mesenchymal stem cells (AMSCs) in the development of a 3D bone structure. The utilization of stem cells sense to demonstrate significant potential in their capacity to generate an osteoblastic matrix without using biomaterials. The interest of this matrix should be, on the long run, avoiding a decrease of the inflammatory response and wear phenomenon’s induced to date by all implanted biomaterials. In order to achieve this, two experimental protocols have been established. Patients were recruited between 2010 and 2015 in the CUSL.2 Orthopedic surgery: 11 patients were included in this study; mainly for pseudarthrosis, bone tumor resection, Ewing's Sarcoma, chondrosarcoma and Ollier's disease. 1 Neurosurgery: 4 patients benefited of an auto graft of AMSCs osteo differentiate for a uni-intervertebral fusion.Methods: The patients who fit the eligibility criteria and for which a bone union was requested were admitted in the hospital exemption (HE). The aim of the procedure was to offer certain patients an advanced therapy medicinal product in order to obtain a bone union thanks to a 3D matrix composed of AMSCs. These cells were first collected, isolated and passed through proliferation and differentiation phases in order to obtain a sufficient amount of tissue. The parameters related to establishing the most adequate final product were deeply analyzed in order to see its evolution in the body and ensure all the security protocols related to these auto grafts. An assessment will be carried out for every single patient after 1, 3, 6, 12 and 18 months. Results: 15 patients were finally enrolled and received the auto graft. No complications relating to the collecting phase were observed. ln vitro, no infection, monoclonal neoplasm, genetic mutations, nor chromosomal abnormalities were noticed. In vivo, neither signs of reject or malignant neoplasm have been identified to date. ln orthopedics surgery: for the eleven patients, 54 months' follow-up data is available. Surgeries were performed by two different surgeons because of their sub-specialties (adults/pediatrics).ln neurosurgery: a 36 months' follow-up data is available for the 4 patients for which the integrity of the medical devices was preserved and the first signs of consolidation are clearly identifiable without any evidence of adverse reactions. Conclusion:T here seems to be evidence that the adipose mesenchymal stem cells' matrix could be reproduced. Indeed, proliferation times, quantity and quality of the grafts have been produced m the planned way over and over within the surgeons' imposed schedule. Above all, no adverse reactions, infections or neoplasic development directly imputable to the auto graft were noticed. Therefore, AMSCs' use in short and middle terms seems feasible and secure. Additional in-depth studies need yet to be carried out to verify their effectiveness. Nous étudierons la faisabilité et la sécurité de l'utilisation des cellules souches d'origine adipeuse (AMSCs) dans l'élaboration d'une structure osseuse tridimensionnelle. Les AMSCs ont en effet démontré leur capacité de créer une matrice ostéoblastique sans avoir recours à divers biomatériaux. L'intérêt de cette matrice serait à terme, de diminuer les réactions inflammatoires induites jusqu'à présent par les biomatériaux utilisés, ainsi que d'éviter les phénomènes d'usure dont ils sont sujets. A ce titre, deux protocoles expérimentaux ont été élaborés : patients recrutés entre 2010 et 2015 au sein des CUSL. 1-Orthopédie: 11 patients : suivis pour pseudarthrose congénitale et/ou acquise, ou encore pour des patients à risque de pseudarthrose sur résection osseuse massive dans divers cas de sarcome d'Ewings, ostéosarcome, chondrosarcome ou maladie d'Ollier.2-Neurochirurgie : 4 patients ont bénéficié d'une autogreffe de cellules souches adipeuses ostéo-différenciées dans le cadre d'une fusion intervertébrale. Méthodes : Tous les patients respectant les critères d'éligibilité, pour lesquels une consolidation osseuse est requise, seront inclus au sein de l'hôpital exemption" (HE). Il s'agit ici de combler un déficit osseux par un médicament dit de thérapie innovante composé d'AMSCs préalablement prélevées, isolées, mises en culture et finalement différenciées in vitro avant d'être greffées aux patients au cours de l'intervention « gold standard ». Seront étudiés ici, tous les paramètres et toutes les étapes assurant la sécurité des patients à l'aide d'analyses microbiologiques, anatomo-pathologiques, génétiques, marqueurs d'inflammation et radiologiques afin de s'assurer du caractère bénin de telles interventions. Un suivi sera assuré à 1, 3, 6, 12 et 18 mois au minimum pour chacun des patients. Résultats : Au total, 15 patients ont pu bénéficier d'une greffe autologue. Aucune complication suite au prélèvement de tissu adipeux n'a été mise en évidence. In vitro, aucune infection, mutation génétique clonale, anomalie chromosomique indéterminée n'ont été signalées. In vivo, aucun signe de rejet, d'inflammation sévère ni de transformation néoplasique n'ont été observés jusqu'à présent. En orthopédie : pour les 11 patients greffés, nous disposons d'un suivi maximum de 54 mois. Deux chirurgiens spécialisés ont réalisé les interventions. En neurochirurgie : pour les 4 patients, nous disposons d'un suivi de maximum 36 mois. L'intégrité du matériel et les premiers signes de consolidation osseuse ont été identifiés par les neurochirurgiens. Conclusion : L'utilisation de cellules souches d'origine adipeuse semble jusqu'à présent reproductible. En effet, les temps de prolifération, la quantité et la qualité des greffons se sont avérés stables endéans les temps impartis par les chirurgiens. En outre, aucune notion de rejet, d'infection, de transformation néoplasique directement imputable à l'autogreffe n'a pu être mise en évidence. A ce titre, l'utilisation d'AMSCs à court et moyen terme est reproductible et sûre. Des études à plus large échelle seront nécessaires afin d'en évaluer l'efficacité.

Cell- and Tissue-Based Therapy