Summary

Étude prospective, randomisée et contrôlée d’une injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain pour le traitement des ulcères du pied diabétique

Published: March 03, 2023
doi:

Summary

Le présent protocole décrit une étude clinique prospective, randomisée et contrôlée qui évalue une injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain pour le traitement des ulcères chroniques du pied diabétique.

Abstract

Avec le développement de la société et de l’économie, l’incidence des ulcères du pied diabétique continue d’augmenter. Actuellement, le débridement conventionnel avec changements de pansements, l’oxygène hyperbare et le drainage sous vide sont les principaux traitements conservateurs dans la pratique clinique, et les grandes plaies nécessitent souvent des greffes de peau ou des greffes de lambeau cutané. Cependant, les effets du traitement ne sont pas idéaux et de nombreuses complications existent. En raison de sa pathogenèse complexe, de sa longue durée de traitement, de ses difficultés associées importantes et de son taux d’invalidité élevé, les ulcères du pied diabétique représentent un lourd fardeau pour les patients, la société et les soins médicaux. Selon notre étude précédente, les effets pharmacologiques des cellules souches du sang de cordon ombilical humain comprennent une régulation immunitaire non spécifique; augmentation de la sécrétion de facteurs de croissance, de facteurs vasoactifs et de facteurs anti-inflammatoires; capacité anti-infectieuse accrue du corps humain; élimination de l’inflammation; et la promotion de l’angiogenèse et de la cicatrisation des ulcères. Ces effets suggèrent que les cellules souches peuvent être utiles comme traitement autologue ou allogénique pour les plaies réfractaires. Par conséquent, nous menons un essai clinique pour traiter les plaies diabétiques réfractaires avec des cellules souches de cordon ombilical humain dans notre clinique pour les patients atteints d’ulcère du pied diabétique qui répondent aux critères d’inclusion.

Introduction

Le diabète sucré est une maladie qui touche les individus dans le monde entier, et l’Organisation mondiale de la santé (OMS) prévoit que le nombre de personnes atteintes de diabète sucré passera de 285 millions en 2010 à 439 millions en 20301. Les ulcères du pied diabétique (UFD) sont l’une des complications les plus graves du diabète et sont les principaux contributeurs aux amputations non traumatiques des membres inférieurs dans le monde 2,3,4,5.

Récemment, les cellules souches ont prospéré en tant que thérapie en raison de leur pluripotence, de leur auto-renouvellement et de leur capacité à favoriser la sécrétion de cytokines régénératives 6,7. Une expérience clinique antérieure a montré que les gels de cellules souches dérivées de graisses avaient un effet positif sur le traitement des ulcères du pied dans le diabète chronique8. Les auteurs ont vérifié l’efficacité de l’utilisation de cellules souches pour traiter les plaies diabétiques chez 59 patients. À la semaine 12, le taux de fermeture complète de la plaie dans les groupes de traitement et de contrôle était de 82% et 53%, respectivement, ce qui indique que les cellules souches sont efficaces pour le traitement des plaies diabétiques réfractaires. Dans l’ensemble, la capacité des cellules souches à se régénérer, à remplacer, à réparer et à différencier a donné un espoir infini à la communauté des sciences de la vie9.

En 2008, Dulchavsky et coll.10 ont utilisé des greffes contenant des cellules stromales autologues de moelle osseuse (CSMO) pour traiter 20 cas de plaies non cicatrisantes de causes différentes. Les examens histologiques ont montré que les plaies cutanées de 18 patients étaient complètement réépithélialisées. De même, l’utilisation de cellules souches mésenchymateuses non diabétiques allogéniques (CSM) dans les échafaudages de gélatine pour le traitement des plaies diabétiques non liées peut favoriser l’angiogenèse, augmenter la réépithélialisation et réduire la zone ulcéreuse11. Cependant, il existe peu de cas de traitement par cellules souches des plaies du pied diabétique dans les études de recherche clinique nationales et étrangères; La plupart ne sont que des rapports de cas ou des recherches cliniques exploratoires dépourvues d’un plan expérimental strict, et il y a peu de grands échantillons avec une bonne conception ou des essais cliniques contrôlés randomisés. Comme les cellules souches ne sont pas des médicaments ou des produits biologiques courants, les méthodes de préparation et les contrôles de qualité diffèrent d’une étude à l’autre. Les données d’une étude peuvent ne pas refléter entièrement l’innocuité de toutes les cellules souches de la même espèce. Par conséquent, nous avons résumé la recherche fondamentale et les expériences précliniques pertinentes avec des cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain (HUCMSC) et évalué systématiquement l’innocuité et l’efficacité de leur application clinique. Sur cette base, l’injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain pour réparer les plaies du pied diabétique a été développée comme traitement. Cette étude vise à vérifier l’efficacité et l’innocuité de la réparation par cellules souches des plaies du pied diabétique en utilisation clinique.

En résumé, la thérapie par cellules souches a un large éventail d’applications et un grand potentiel et représente une nouvelle méthode de traitement médical prometteuse. Avec le soutien continu de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n ° 81571901, n ° 81501671 et n ° 82172224), nous avons mené une série d’études sur le traitement des plaies diabétiques avec des HUCMSC. Nous avons publié plus de 20 articles connexes dans le Journal of Investigative Dermatology, Stem Cell Research and Therapy, et Cell Death and Disease et avons déposé trois brevets d’invention nationaux, accumulant ainsi une grande base de recherche12,13. Ici, nous fournissons une approche standard pour évaluer l’injection de HUCMSC pour la réparation des plaies du pied diabétique. Cette procédure standard a été approuvée par les essais cliniques de médicaments chinois (Numéro d’enregistrement de l’essai : Chinese drug clinical trials : MR-32-21-015759, [Version initiale : 20/10/2021]).

Protocol

Cette étude clinique prospective, monocentrique, randomisée et contrôlée a été approuvée par le comité d’éthique de l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou (XYFY2021-KL124-02). L’étude a débuté en juillet 2021 et se poursuivra jusqu’en juillet 2023; 60 patients ont été recrutés dans cette expérience. Tous les patients ont signé un consentement éclairé qui a permis aux chercheurs d’utiliser leur matériel clinique et leurs données biologiques. <str…

Representative Results

À l’heure actuelle, notre recherche est encore en phase de recrutement des patients, et nous avons maintenant complété trois patients dans le groupe de traitement HUCMSC et trois patients dans le groupe témoin avec des pansements ioniques argentés, ce qui donne un total de six patients avec des plaies chroniques du pied diabétique. La taille moyenne de la zone ulcéreuse d’un patient dans le groupe de traitement HUCMSC était de 3,5 cm 2, et elle a été réduite à 2,6 cm 2, 1,8 cm 2 et 1,25 cm…

Discussion

Les UFD sont un problème majeur de santé publique mondiale et une cause majeure d’amputations des membres inférieurs et de mauvaise qualité de vie liée à la santé19,20. À l’heure actuelle, la prise en charge clinique est encore dominée par le débridement conventionnel, l’oxygénothérapie hyperbare, le drainage sous vide (VSD) et la prise en charge conservatrice. Les plaies plus grandes nécessitent souvent la transplantation de peau et de lambeau…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou pour sa coopération, y compris le recrutement et le suivi des patients souffrant de blessures au pied diabétique. Les auteurs remercient également les patients qui ont participé à l’enquête sur les besoins des patients lors de la conception de cette étude.

Le(s) auteur(s) annonce(nt) la réception du soutien financier suivant pour la recherche, la paternité et/ou la publication de cet article : Fondation nationale des sciences naturelles de Chine 82172224, Programme d’innovation de recherche et de pratique postdoctorale de la province du Jiangsu (SJCX22-1271) et Commission de l’innovation et de la technologie (Health@InnoHK).

Materials

Silver Iin Wound Dressing Shandong Cheerain Medical Co.,Ltd.  20152640521 Sterile silver ion dressing for medical use (Type F) 10 cm x 10 cm
Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Injection Shandong Qilu Cell Therapy Engineering Technology Co., Ltd. 32183185-X Main components: human umbilical cord mesenchymal stem cells. Pharmacological effect: non-specific immunomodulator can enhance the secretion of growth factor, vasoactive factor and anti-inflammatory factor, improve the anti infection ability of human body, eliminate inflammation, promote angiogenesis and ulcer healing.
Sterile mesh film transparent dressing Smith & Nephew 20162644490 Sterile mesh film transparent dressing (used for wound area measurement) 6 cm x 7 cm

References

  1. Sun, H., et al. IDF diabetes atlas: Global, regional and country-level diabetes prevalence estimates for 2021 and projections for 2045. Diabetes Research and Clinical Practice. 183, 109119 (2022).
  2. Volmer-Thole, M., Lobmann, R. Neuropathy and diabetic foot syndrome. International Journal of Molecular Sciences. 17 (6), 917 (2016).
  3. Boulton, A. J. The pathway to foot ulceration in diabetes. The Medical Clinics of North America. 97 (5), 7755-7790 (2013).
  4. Kumar, S., et al. The prevalence of foot ulceration and its correlates in type 2 diabetic patients: a population-based study. Diabetic Medicine. 11 (5), 480-484 (1994).
  5. Margolis, D. J., Jeffcoate, W. Epidemiology of foot ulceration and amputation: Can global variation be explained. The Medical Clinics of North America. 97 (5), 791-805 (2013).
  6. Burgess, J. L., Wyant, W. A., Abdo Abujamra, B., Kirsner, R. S., Jozic, I. Diabetic wound-healing science. Medicina. 57 (10), 1072 (2021).
  7. Behr, B., Ko, S. H., Wong, V. W., Gurtner, G. C., Longaker, M. T. Stem cells. Plastic and Reconstructive Surgery. 126 (4), 1163-1171 (2010).
  8. Moon, K. C., et al. Potential of allogeneic adipose-derived stem cell-hydrogel complex for treating diabetic foot ulcers. Diabetes. 68 (4), 837-846 (2019).
  9. Bacakova, L., et al. Stem cells: Their source, potency and use in regenerative therapies with focus on adipose-derived stem cells – A review. Biotechnology Advances. 36 (4), 1111-1126 (2018).
  10. Dulchavsky, D., et al. marrow-derived stromal cells (BMSCs) interact with fibroblasts in accelerating wound healing. Journal of Investigative Surgery. 21 (5), 270-279 (2008).
  11. Hu, Y., et al. Exosomes derived from pioglitazone-pretreated MSCs accelerate diabetic wound healing through enhancing angiogenesis. Journal of Nanobiotechnology. 19 (1), 150 (2021).
  12. Meng, F., et al. CircARHGAP12 triggers mesenchymal stromal cell autophagy to facilitate its effect on repairing diabetic wounds by sponging miR-301b-3p/ATG16L1 and miR-301b-3p/ULK2. The Journal of Investigative Dermatology. 142 (7), 1976.e4-1989.e4 (2022).
  13. Shen, C., et al. Exosomal microRNA rectangle93 rectangle3p secreted by bone marrow mesenchymal stem cells downregulates apoptotic peptidase activating factor 1 to promote wound healing. Bioengineered. 13 (1), 27-37 (2022).
  14. Alberti, K. G., Zimmet, P. Z. Definition, diagnosis and classification of diabetes mellitus and its complications. Part 1: Diagnosis and classification of diabetes mellitus provisional report of a WHO consultation. Diabetic Medicine. 15 (7), 539-553 (1998).
  15. Lijmer, J. G., Hunink, M. G., vanden Dungen, J. J., Loonstra, J., Smit, A. J. ROC analysis of noninvasive tests for peripheral arterial disease. Ultrasound in Medicine & Biology. 22 (4), 391-398 (1996).
  16. Wagner Jr, F. W. The dysvascular foot: A system for diagnosis and treatment. Foot & Ankle. 2 (2), 64-122 (1981).
  17. Griffin, J. W., Tolley, E. A., Tooms, R. E., Reyes, R. A., Clifft, J. K. A comparison of photographic and transparency-based methods for measuring wound surface area. Physical Therapy. 73 (2), 117-122 (1993).
  18. Lipsky, B. A., et al. Diagnosis and treatment of diabetic foot infections. Plastic and Reconstructive Surgery. 117 (7 Suppl), 212S-238S (2006).
  19. Huang, Y. Y., et al. Effect of a novel macrophage-regulating drug on wound healing in patients with diabetic foot ulcers: A randomized clinical trial. JAMA Network Open. 4 (9), e2122607 (2021).
  20. Yarahmadi, A., et al. The effect of platelet-rich plasma-fibrin glue dressing in combination with oral vitamin E and C for treatment of non-healing diabetic foot ulcers: A randomized, double-blind, parallel-group, clinical trial. Expert Opinion on Biological Therapy. 21 (5), 687-696 (2021).
  21. Virador, G. M., de Marcos, L., Virador, V. M. Skin wound healing: Refractory wounds and novel solutions. Methods in Molecular Biology. 1879, 221-241 (2019).
  22. Um, S., Ha, J., Choi, S. J., Oh, W., Jin, H. J. Prospects for the therapeutic development of umbilical cord blood-derived mesenchymal stem cells. World Journal of Stem Cells. 12 (12), 1511-1528 (2020).
  23. Xiao, M., et al. Dynamic biological characteristics of human bone marrow hematopoietic stem cell senescence. Scientific Reports. 12, 17071 (2022).
  24. Zhang, Z., et al. Safety and immunological responses to human mesenchymal stem cell therapy in difficult-to-treat HIV-1-infected patients. AIDS. 27 (8), 1283-1293 (2013).
  25. Wu, M., et al. Human umbilical cord mesenchymal stem cell promotes angiogenesis via integrin beta1/ERK1/2/HIF-1alpha/VEGF-A signaling pathway for off-the-shelf breast tissue engineering. Stem Cell Research & Therapy. 13 (1), 99 (2022).
  26. Li, K., et al. Anti-inflammatory and immunomodulatory effects of the extracellular vesicles derived from human umbilical cord mesenchymal stem cells on osteoarthritis via M2 macrophages. Journal of Nanobiotechnology. 20 (1), 38 (2022).
  27. Qin, H. L., Zhu, X. H., Zhang, B., Zhou, L., Wang, W. Y. Clinical evaluation of human umbilical cord mesenchymal stem cell transplantation after angioplasty for diabetic foot. Experimental and Clinical Endocrinology & Diabetes. 124 (8), 497-503 (2016).
  28. Cai, J., et al. Umbilical cord mesenchymal stromal cell with autologous bone marrow cell transplantation in established Type 1 diabetes: A pilot randomized controlled open-label clinical study to assess safety and impact on insulin secretion. Diabetes Care. 39 (1), 149-157 (2016).
check_url/65045?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Zhang, J., Zhao, B., Wei, W., Wang, D., Wang, H., Zhang, A., Tao, C., Li, X., Li, Q., Jin, P. Prospective, Randomized, and Controlled Study of a Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell Injection for Treating Diabetic Foot Ulcers. J. Vis. Exp. (193), e65045, doi:10.3791/65045 (2023).

View Video