Utilisation des cellules souches mésenchymateuses autologues dans les greffes osseuses pour...

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A. RÉSUMÉ

Nous proposons dans cette étude de cas clinique, une doublereconstruction maxillaire par élévation de la membrane sinusienneau moyen d’une greffe de cellules souches mésenchymateuses auto-logues. Ce choix de greffer uniquement des cellules mésenchyma-teuses a pour objectif de montrer leur potentiel pour la régénérationosseuse. Certes, ce type de reconstruction comme le soulevé sinu-sien, peut faire appel à d’autres techniques ou à l’utilisation de bio-matériaux. Cependant, Il nous a semblé intéressant d’explorer unenouvelle approche, plus biologique faisant appel aux potentialitésdu patient et qui pourrait déboucher sur une utilisation plus fré-quente et plus systématisée dans le cadre de réhabilitations plus dif-ficiles ou complexes.

B. INTRODUCTIONLe traitement des résorptions osseuses alvéolaires au niveau desrégions maxillaires postérieures est l’un des défis majeur en implan-tologie orale. L’insuffisance d’os résiduel (diminution de la densitéde l’os trabéculaire et amincissement de la corticale osseuse) et unecicatrisation déficiente sont des situations cliniques défavorablesauxquelles les chirurgiens-dentistes ou les chirurgiens oraux sontfréquemment confrontés. Dans le but de faciliter la pose d’implantsdentaires, de nombreuses techniques d’augmentation osseuse pré

ou per-implantaires ont été proposées. Parmi ces techniques, lesgreffes osseuses autogènes constituent, depuis plusieurs années, le« gold standard » pour leurs propriétés biologiques, immunolo-giques et mécaniques. Toutefois, d’autres procédures alternatives, etnotamment l’utilisation de biomatériaux présentent les avantagesd’être localisées, relativement peu traumatiques et moins morbides.

Au cours des dernières décennies, la compréhension des méca-nismes biochimiques qui régissent les interactions des cellulesosseuses et de leur environnement ont permis d’ouvrir un nouveauchamp d’application clinique : l’ingénierie tissulaire. L’ingénierietissulaire repose sur les principes biocellulaires, le développementbiologique et la science des biomatériaux (Hynes et coll., 2012).Son objectif est de regrouper les cellules et les facteurs de régula-tions appropriés pour permettre des régénérations tissulaires(Hynes et coll., 2012). L’ingénierie tissulaire est construite autourd’une triade élémentaire (Langer et Vacanti, 1993), ou le rôle dechaque élément de base est interconnecté et bien défini (Benatti etcoll, 2007) :

- La matrice extra-cellulaire, qui va jouer un rôle dans la rétentioncellulaire et la détermination morphologique

- La présence de facteurs de croissance permet de modifier l’activitécellulaire, fournit un stimulus aux cellules pour les différencier etfavorise le développement tissulaire,

(...)

implantologie

Utilisation des cellules souches mésenchymateuses auto-logues dans les greffes osseuses pour l’élévation du plan-cher sous sinusienAutologous mesenchymal stem cells in maxillary sinusfloor elevation

DISS Antoine1, PIKOS Michael2, GHANAATI Shahram3, CHOUKROUN Joseph4 BIRAULTLaurine5, CHENAITIA Hichem6

1. Docteur en Chirurgie Dentaire, Docteur ès Sciences, Ancien Interne des Hôpitaux de Nice, Exercice privé à Nice. 2. Chirurgien oral, Pikos Institute, Palm Harbor FL, USA3. Chirurgien maxillo-facial, University of Frankfurt, FORM Lab, Francfort, Germany4. Docteur en médecine, Centre Anti-Douleur, Nice, France.5. Docteur en Chirurgie Dentaire, Exercice privé à Nice6. Docteur en médecine, Centre d’imagerie et de thérapeutique de l’appareil locomoteur, Nice, France

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- Une population de cellules souches multipotentes (ou pluripo-tentes) qui fournissent la matière première pour le développement etla régénération du tissu.

- Les cellules souches hématopoïétiques se trouvent dans la moelleosseuse et le sang des adultes ainsi que dans le sang du cordonombilical.

C. LES CELLULES SOUCHES MÉSENCHYMA-TEUSES

Une cellule souche est une cellule caractérisée par ses capacitésd’auto renouvellement, de différenciation et de prolifération. Ellepossède des capacités de multiplication d’un côté pour produired’autres cellules souches et de différenciation pour engendrer descellules spécialisées constituant les différents tissus de l’organisme.On distingue plusieurs types de cellules souches, notamment les cel-lules souches embryonnaires (Thomson et coll., 1998) qui sontconsidérées comme des cellules totipotentes car elles ont la capacitéde conduire à la formation de tous les tissus de l’organisme (endo-derme, mésoderme et ectoderme) (Smith 2006). Mais leur utilisa-tion est limitée par les difficultés d’isolement et des considérationséthiques.

Les cellules souches mésenchymateuses sont des cellules souchesadultes multipotentes capables de donner naissance à des tissusd’origine mésodermiques tels que localement la dentine, l’os et leligament parodontal (Caplan 1991) et plus généralement le carti-lage, les muscles, les ligaments, les tendons et le tissus adipeux(Owen & Friedenstein, 1998 ; Pittenger et coll, 1999 ; Yamada etcoll, 2004). Elles sont présentes dans la moelle osseuse et peuventêtre prélevées dans l’aile iliaque ou sous le plateau tibial.

L’adjonction de ces cellules souches mésenchymateuses dans larégénération osseuse est un concept des plus prometteurs car ellespourraient permettre de réduire la morbidité des greffes autogènesainsi que l’immunogénicité des greffes allogéniques (Vacant et coll,1988). Et de nombreuse études ont montrées que les cellulessouches mésenchymateuses permettaient d’améliorer la régénéra-tion osseuse, de réduire le temps de cicatrisation et d’augmenter legain osseux (Rickert et coll, 2011 ; Aquino et coll, 2009) et plusparticulièrement dans des procédures chirurgicales déjà bienétablies telles que la Régénération Osseuse Guidée ou l’élévationdu plancher sinusien (Aghaloo et coll 2007).

L’objectif de cet article est de décrire un cas clinique d’utilisation decellules souches mésenchymateuses autologues associé à une gel defibrine enrichi en plaquette comme biomatériau de comblementpour une élévation du plancher sous sinusienne par abord latéral.

D. CAS CLINIQUE

Chez une patiente de 69 ans, sans pathologie ni traitement médi-camenteux, présentant un édentement complet maxillaire (Figure 1et 2), il est décidé de réaliser la pose au niveau maxillaire de 6implants associée à 2 comblements sinusiens (la mise en chargeimmédiate sera réalisée sur les 4 implants antérieurs par un bridgefixe provisoire).

Le prélèvement et la préparation des cellules souches mésenchyma-teuses autologues et du plasma riche en plaquettes et fibrine ainsique les prélèvements sanguins et centrifugations sont réalisés dansla salle d’intervention. Les cellules ne sont pas stockées dans unebanque ni mis en culture.

a) La technique de prélèvement des cellules mésenchymateusesprovenant de la moelle osseuse du tibia, qui est réalisée par unmédecin spécialiste, est assez simple et peu invasive : anesthésielocale en regard de la tubérosité tibiale, préparation cutanéepréopératoire et antisepsie cutané locale, prélèvement avec un trocart intraosseux in t rodui t dans l ’épiphyse t ib ia le f igure 3 e t 4 ,

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Figure 1 : Panoramique initiale

Figure 3 : Trocard pour pénétration tibiale

Figure 4 : Trocard en place.

Figure 2 : Cone beam initial


prélèvement de 8 ml de moelle osseuse figure 5 et 6 dans un tubede prélèvement sanguin contenant un anticoagulant type ACD(Acide Citrate Dextrose), puis centrifugation à températureambiante. Récupération du surnageant comprenant le plasma etcellules souches, ce qui représente un volume de 2 à 3cc. Figure 7

b) Préparation du plasma riche en pla-quettes (PRP) : prélèvement sanguin clas-sique sur une veine du pli du coude de 8ml de sang dans un tube de prélèvementsanguin contenant un anticoagulant typeACD (Acide Citrate Dextrose), puis centri-fugation à température ambiante, sépara-tion du plasma avec les plaquettes et desglobules rouges, puis récupération unique-ment du surnageant comprenant le plasmaet les plaquettes, et qui représente unvolume de 2 à 3cc. Figure 8

c) Ensuite mélange des 2 solutions dans une cupule stérile. Aprèsl’élévation sinusienne, activation par chlorure de calcium 10% ettransformation de la solution mélangée en gel. Figure 9

d) Elévation sous sinusienne : La hauteur sous sinusienne est del’ordre de 2 mm. Un volet osseux est individualisé à l’aide d’unefraise en zircone montée sur pièce à main. Le volet est retiré puis lamembrane sinusienne est décollée délicatement sans perforation.Les forages sont réalisés et 6 implants Astra Tech Osseospeed(Dentsply Implants) sont positionnés (Figure 10). Les piliers prothé-tiques sont vissés dans les connectiques. L’espace délimité sous lamembrane sinusienne est comblé à l’aide du gel obtenu contenantles cellules souches mésenchymateuses autologues (Figure 11).Celle-ci est placée avant et après la mise en place des implants(Figure 12). Le volet osseux est ensuite repositionné (Figure 13). Uncone beam de contrôle permet de se rendre compte du volumeobtenu immédiatement après le comblement (Figure 14). Les étapesprothétiques (empreinte implantaire et enregistrement des rapportsintermaxillaires sont réalisés). A 48 heures postopératoires lebridge est vissé. A 6 mois postopératoires le bridge définitifcéramo-métallique transvissé est réalisé (Figure 15,16 et 17). Lesimplants postérieurs parfaitement intégrés sont mis en charge parce bridge. Un cone beam de contrôle à 3 mois est réalisé (Figure18), il objective la minéralisation de la matrice de fibrine et la régé-nération osseuse. On note aussi une contraction de son volume jus-qu’à l’apex des implants.

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Figure 9 : Le gel est obtenu en ajoutant de chlorure de calcium. Il estprêt à être greffé dans le sinus

Figure 5 : Aspiration de la moelle osseuse

Figure 6 : Fin de prélèvement

Figure 10 : Pose de 6 implants avec 2 comblements de sinus simultanéFigure 8 : Récupérationdu PRP

Figure 7 : Tube après centrifugation. Le surnageant contient les cellulessouches concentrées


E. DISCUSSION

La littérature actuelle attribue de nombreuses indications à l’utilisa-tion des cellules souches dans le domaine de l’implantologie et plusprécisément dans la régénération osseuse. En effet, Rickers D. etcoll ont réalisés chez 12 patients des greffes d’élévation sinusalebilatérales selon le concept du « split-mouth » en utilisant, d’uncôté, une association de substitut osseux d’origine bovine (BioOss)et de cellules souche mésenchymateuses récoltées à partir de lacrête iliaque postérieure, tandis que le BioOss a été mélangé avecde l’os autogène prélevé à partir de la zone rétromolaire pour êtreappliqué du coté controlatéral. Après trois mois de cicatrisation


Figure 11 : Matrice de fibrine contant les cellules souches

Figure 12: Comblement uniquement réalisé avec la matrice de fibrineet les cellules souches

Figure 13: Repositionnement du volet osseux

Figure 14: Cone beam post-opératoire : mise en évidence du volume de fibrine

Figure 15: Contrôle clinique à 6 mois

Figure 16 : Bridge transvissé céramométallique

Figure 17 : Radiographie de contrôle

Figure 18 : Cone beam de contrôle à 3 mois

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cette technique sera proposée dans le futur dans les grandes réha-bilitations maxillaires et mandibulaires, en appoint des techniquesde régénération osseuse déjà éprouvées.

La simplicité et l’efficacité de cette technique permettront dans lefutur de reconstruire des défauts osseux majeurs en y apportantplus de prédictibilité. Les indications, les protocoles et leurs utilisa-tions avec des adjuvants comme par exemple le PRF demandent àêtre plus amplement étudiés.

Conflits d’intérêt Aucun conflit d’intérêt n’est à déclarer.

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Kinoshita et al. ont étudié l’effet des cellules souches et du PRP surla formation osseuse dans les techniques de distraction alvéolairechez 12 lapins. Une étude radiologique et morphométrique a étéeffectuée à 2, 3 et 4 semaines après la distraction. De meilleursrésultats ont été obtenus lorsque l’écartement a été infiltré par lescellules souche et le PRP qu’avec du sérum physiologique ou du PRPseul. Les cellules souches mésenchymateuses associée au PRPcomme échafaudage ont donc déjà fait leurs preuves dans de nom-breuses indications et permettent d’améliorer les résultats obtenusdans les différentes techniques de régénérations osseuses.

Des résultats similaires ont déjà été obtenus avec l’utilisation du PRFou de la fibrine dans la reconstruction de défauts osseux. En effetde nombreuses publications font part de l’intérêt qu’apporte le PRFen termes de cicatrisation osseuse notamment lorsqu’il est utiliséseul, sans matériau dans des comblements de sinus par abord cres-tal (Diss et coll. 2008) ou latéral (Simonpieri et coll. 2011). Il seraitdonc intéressant d’étudier plus amplement les résultats qui pour-raient être obtenus par l’association des cellules souches et du PRFdans les techniques de régénération osseuse à visée implantaire.

F. CONCLUSIONLes cellules souches mésenchymateuses autologues ont prouvé leurpotentialité à stimuler la croissance osseuse dans des conditions dif-ficiles. Leur utilisation parait constituer un nouvel arsenal thérapeu-tique dans les techniques de régénération osseuse. Il est certain que


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