Implantation d’échafaudage à matrice de collagène tridimensionnelle comme stratégie de régénération du foie
Summary
Les maladies du foie sont induites par de nombreuses causes qui favorisent la fibrose ou la cirrhose. La transplantation est la seule option pour retrouver la santé. Cependant, étant donné la rareté des organes transplantables, des alternatives doivent être explorées. Notre recherche propose l’implantation d’échafaudages de collagène dans le tissu hépatique à partir d’un modèle animal.
Abstract
Les maladies du foie sont la principale cause de décès dans le monde. Une consommation excessive d’alcool, un régime riche en graisses et une infection par le virus de l’hépatite C favorisent la fibrose, la cirrhose et / ou le carcinome hépatocellulaire. La transplantation hépatique est la procédure cliniquement recommandée pour améliorer et prolonger la durée de vie des patients à un stade avancé de la maladie. Cependant, seulement 10% des greffes sont réussies, avec la disponibilité des organes, les procédures préchirurgicales et postchirurgicales, et les coûts élevés directement corrélés avec ce résultat. Les échafaudages à matrice extracellulaire (ECM) sont apparus comme une alternative pour la restauration des tissus. La biocompatibilité et l’acceptation des greffons sont les principales caractéristiques bénéfiques de ces biomatériaux. Bien que la capacité de restaurer la taille et la fonction correcte du foie ait été évaluée dans des modèles d’hépatectomie hépatique, l’utilisation d’échafaudages ou d’une sorte de support pour remplacer le volume de la masse hépatique disparue du pays n’a pas été évaluée.
Une hépatectomie partielle a été réalisée dans un foie de rat avec la xénoimplantation d’un échafaudage à matrice de collagène (CMS) d’un condyle bovin. Le tissu du lobe hépatique gauche a été enlevé (environ 40%) et une proportion égale de CMS a été implantée chirurgicalement. Les tests de la fonction hépatique ont été évalués avant et après l’intervention chirurgicale. Après les jours 3, 14 et 21, les animaux ont été euthanasiés et des évaluations macroscopiques et histologiques ont été effectuées. Aux jours 3 et 14, du tissu adipeux a été observé autour de la CMS, sans signe clinique de rejet ou d’infection, tout comme la néoformation des vaisseaux et la réabsorption de la CMS au jour 21. Il y avait des preuves histologiques d’un processus d’inflammation insignifiant et de la migration des cellules adjacentes vers le CMS, observé avec l’hématoxyline et l’éosine (H & E) et la coloration trichrome de Masson. Il a été démontré que le CMS fonctionne bien dans le tissu hépatique et pourrait être une alternative utile pour étudier la régénération et la réparation des tissus dans les maladies hépatiques chroniques.
Introduction
Le foie est l’un des organes les plus importants impliqués dans le maintien de l’homéostasie et de la production de protéines1. Malheureusement, les maladies du foie sont la principale cause de décès dans le monde. Aux stades avancés des lésions hépatiques, qui comprennent la cirrhose et le carcinome hépatocellulaire, la transplantation hépatique est la procédure cliniquement recommandée. Cependant, en raison de la rareté des donneurs et du faible taux de greffes réussies, de nouvelles techniques en génie tissulaire (TE) et en médecine régénérative (RM) ont été développées2,3.
TE implique l’utilisation de cellules souches, d’échafaudages et de facteurs de croissance4 pour favoriser la restauration des organes et tissus enflammés, fibrotiques et hédémateux1,5,6. Les biomatériaux utilisés dans les échafaudages imitent l’ECM natif, fournissant les indices physiques, chimiques et biologiques pour le remodelage cellulaire guidé7. Le collagène est l’une des protéines les plus abondantes obtenues à partir du derme, du tendon, de l’intestin et du péricarde8,9. De plus, le collagène peut être obtenu sous forme de biopolymère pour produire des échafaudages bidimensionnels et tridimensionnels par bio-impression ou électrofilage10,11. Ce groupe est le premier à signaler l’utilisation de collagène provenant d’une source osseuse pour la régénération du tissu hépatique. Une autre étude rapporte l’utilisation d’échafaudages synthétisés à partir de collagène bovin, qui a été obtenu à partir de peau, avec des pores homogènes et étroitement situés, sans aucune communication entre eux12.
La décellularisation préserve l’ECM natif, permettant l’incorporation ultérieure de cellules à potentiel de cellules souches13,14. Cependant, cette procédure est encore en phase expérimentale dans le foie, le cœur, les reins, l’intestin grêle et la vessie de souris, de rats, de lapins, de porcs, de moutons, de bovins et de chevaux3,14. Actuellement, le volume de masse hépatique réséqué n’est remplacé dans aucun des modèles d’hépatectomie animale. Cependant, l’utilisation d’un support ou d’un réseau supplémentaire (biomatériaux) qui permet la prolifération cellulaire et l’angiogenèse pourrait être essentielle pour la restauration rapide des fonctions parenchymateuses du foie. Ainsi, les échafaudages pourraient être utilisés comme approches alternatives pour régénérer ou réparer les tissus dans les maladies hépatiques chroniques, éliminant ainsi les limitations dues au don et aux complications cliniques de la transplantation hépatique.
Protocol
Representative Results
Discussion
La transplantation d’organes est le pilier du traitement chez les patients atteints de fibrose hépatique ou de cirrhose. Quelques patients bénéficient de cette procédure, ce qui rend nécessaire de fournir des alternatives thérapeutiques aux patients sur la liste d’attente. L’ingénierie tissulaire est une stratégie prometteuse qui utilise des échafaudages et des cellules à potentiel de régénération2,4,13. L’a…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier le personnel de l’installation pour animaux de laboratoire de l’unité de médecine expérimentale, l’infirmière Carolina Baños G. pour son soutien technique et chirurgical, Marco E. Gudiño Z. pour son soutien en microphotographies et Erick Apo pour son soutien en histologie du foie. Le Conseil national a soutenu cette recherche pour la science et la technologie(CONACyT),numéro de subvention SALUD-2016-272579 et le PAPIIT-UNAM TA200515.
Materials
| Anionic detergent | Alconox | Z273228 | |
| Biopsy cassettes | Leica | 3802453 | |
| Camera DMX | Nikon | DXM1200F | |
| Centrifuge | Eppendorf | 5424 | |
| Chlorhexidine gluconate 4% | BD | 372412 | |
| Cover glasses 25 mm x 40 mm | Corning | 2980-224 | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | 200-M | CAS 17372-87-1 |
| Ethyl alcohol, pure | Sigma-Aldrich | 459836 | CAS 64-17-5 |
| Flunixine meglumide | MSD | Q-0273-035 | |
| Glass slides 75 mm x 25 mm | Corning | 101081022 | |
| Hematoxylin | Merck | H9627 | CAS 571-28-2 |
| Hydrochloric acid 37% | Merck | 339253 | CAS 7647-01-0 |
| Ketamine | Pisa agropecuaria | Q-7833-028 | |
| Light microscopy | Nikon | Microphoto-FXA | |
| Microtainer yellow cape | Beckton Dickinson | 365967 | |
| Microtome | Leica | RM2125 | |
| Model animal: Wistar rats | Universidad Nacional Autónoma de México | ||
| Nylon 3-0 (Dermalon) | Covidien | 1750-41 | |
| Polypropylene 7-0 | Atramat | SE867/2-60 | |
| Povidone-iodine10% cutaneous solution | Diafra SA de CV | 1.37E+86 | |
| Scaning electronic microscopy | Zeiss | DSM-950 | |
| Sodium hydroxide, pellets | J. T. Baker | 3722-01 | CAS 1310-73-2 |
| Software ACT-1 | Nikon | Ver 2.70 | |
| Stereoscopy macroscopy | Leica | EZ4Stereo 8X-35X | |
| Sterrad 100S | Johnson and Johnson | 99970 | |
| Surgipath paraplast | Leica | 39601006 | |
| Synringe of 1 mL with needle (27G x 13 mm) | SensiMedical | LAN-078-077 | |
| Tissue Processor (Histokinette) | Leica | TP1020 | |
| Tissue-Tek TEC 5 (Tissue embedder) | Sakura Finetek USA | 5229 | |
| Trichrome stain kit | Sigma-Aldrich | HT15 | |
| Unicell DxC600 Analyzer | Beckman Coulter | BC 200-10 | |
| Xylazine | Pisa agropecuaria | Q-7833-099 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich | 534056 | CAS 1330-20-7 |
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