Published On: dim, juil 14th, 2013

L’injection de supplément de fer permet aux scientifiques Suivre les cellules souches transplantées

Une nouvelle technique non invasive pour le suivi des cellules souches après la transplantation – développé par une équipe interdisciplinaire de radiologues, des chimistes, des statisticiens et des spécialistes des matériaux de l’École de médecine de l’Université Stanford – pourrait aider les chirurgiens à déterminer si une procédure pour réparer les genoux blessés ou usés est réussie.

La technique décrite dans une étude qui sera publiée en ligne Juillet 12 radiologie, repose sur un agent d’imagerie déjà approuvé par la Food and Drug Administration américaine pour un but totalement différent: le traitement de l’anémie. Bien que cette étude a utilisé les rongeurs, l’approche est susceptible d’être adapté pour une utilisation chez l’homme cet automne dans le cadre d’un essai clinique dans lequel les cellules souches mésenchymateuses seront livrés sur le site des blessures au genou de patients. Les cellules souches mésenchymateuses sont capables de se différencier en os et du cartilage, ainsi que des muscles, des graisses et des tendons, mais pas dans les autres types de cellules qui peuplent le corps.

Chaque année, l’arthrite représente 44 millions de consultations et 700.000 procédures remplacement du genou. Mais la réparation rapide des défauts du cartilage chez les patients jeunes peut empêcher une nouvelle détérioration de l’articulation et de la nécessité pour le remplacement du genou plus tard dans la vie, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Heike Daldrup-Link, MD, PhD, professeur agrégé de radiologie et clinicien qui partage son temps entre la recherche et le traitement des patients pédiatriques.

Les cellules souches mésenchymateuses ont été utilisées avec un certain succès dans les procédures de réparation du cartilage. “Ces cellules peuvent être facilement dérivées de la moelle osseuse des patients qui vont subir la procédure genou réparation”, a déclaré Daldrup-Link, un membre du programme d’imagerie moléculaire à l’Université Stanford. “Et ils peuvent se différencier dans les tissus de la vie réelle qui composent nos articulations. Mais là aussi, les choses peuvent aller mal. Les cellules nouvellement transférés pourraient ne pas greffer, ou mourir. Ils pourraient migrer loin. Ils pourraient se développer dans des tissus autres que cartilage, le plus souvent tissu cicatriciel fibreux “.

Relativement peu de cellules transplantées vont la distance. La capacité de surveiller la prise de greffe des cellules après leur dépôt sur le site du genou de blessure d’un patient est donc essentielle. Avec la nouvelle technique, l’imagerie par résonance magnétique permet de visualiser les cellules souches pendant plusieurs semaines après qu’ils ont été implantés, donnant chirurgiens orthopédistes une meilleure idée de savoir si la greffe a réussi.

Jusqu’à présent, les seuls moyens de marquage des cellules souches mésenchymateuses afin qu’ils puissent être non invasive imagés ont exigé leur manipulation en laboratoire. Après extraction, les cellules sensibles doivent être donnés au personnel de laboratoire, incubées avec des agents de contraste, filé dans une centrifugeuse et lavés et retournés aux chirurgiens, qui ont ensuite transplanter les cellules à un patient.

La nouvelle technique consiste à étiqueter les cellules avant l’extraction, alors qu’ils se trouvent dans la moelle osseuse du donneur. Pour l’étude, les auteurs principaux Aman Khurana, MD, chercheur postdoctoral, et Fanny Chapelin, un associé de recherche, injectés ferumoxytol, un traitement de l’anémie autorisé par la FDA composé de nanoparticules d’oxyde de fer, à des rats avant l’extraction de la moelle osseuse d’eux. Puis, après enrichissement du mélange des cellules souches mésenchymateuses, les enquêteurs ont injecté dans les sites de blessures au genou chez les rats bénéficiaires. Ils ont suivi la progression des cellules implantées pendant quatre semaines au maximum, en comparant les résultats avec ceux obtenus à partir de cellules marquées à la fois dans les plats en laboratoire et à partir de cellules non marquées.

Daldrup-Link et d’autres ont utilisé précédemment ferumoxytol pour l’étiquetage des cellules souches dans un plat. Cependant, les cellules souches mésenchymateuses dans un plat de laboratoire prennent très peu de cette substance. Fait intéressant, les chercheurs ont montré dans une série d’expériences qui, installé dans la moelle osseuse donateurs rats, les mêmes cellules sont des absorbeurs ferumoxytol avides. Même plusieurs semaines après la greffe dans les genoux des rats récepteurs, les cellules souches mésenchymateuses conservent suffisamment de fer pour fournir un signal d’IRM forte.

La nouvelle technique de marquage atténue les risques de contamination introduites lorsque les cellules sont marquées par des manipulations dans un plat de laboratoire – une préoccupation majeure de réglementation, a déclaré Daldrup-Link – ainsi que d’une perte substantielle des cellules délicates en raison de leur vaste manipulation. Il permet aussi le transfert immédiat des cellules de la moelle osseuse d’un patient sur le site de sa propre blessure au genou de ce patient.

Cela rend la technique utile dans une procédure d’autogreffe, dans lequel les cellules sont extraites à partir d’un patient dans le but d’être livré à l’autre lieu au cours de la même intervention chirurgicale. Jason Dragoo, MD, professeur agrégé de chirurgie orthopédique à l’école de médecine et médecin de l’équipe de tête pour le programme de football de Stanford, prévoit d’initier un essai clinique de cet automne selon lequel les patients qui ont besoin de réparation du genou seront traitées avec des cellules souches mésenchymateuses prises à partir de leur propre la moelle osseuse.

À la demande de Dragoo, l’équipe de Daldrup-Link a commencé à chercher un moyen d’éviter les délais et les risques de contamination associés à des moyens standard de marquage des cellules souches mésenchymateuses dans une boîte de culture. “Il nous a demandé de trouver un moyen de marquer les cellules sans les toucher,” Daldrup-Link dit. En prévision de l’essai clinique à venir, l’un des stagiaires de Dragoo, étudiant en médecine Malcolm DeBaun, a élu domicile dans le laboratoire de la Daldrup-Link afin d’apprendre la technique en vue de l’essai clinique à venir.

Daldrup-Link professe un certain amusement au fait qu’un supplément de fer peut être utilisé pour suivre les cellules souches.

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