Reconstruction du cartilage nasal par ingénierie tissulaire à base de polyéthylène de haute densité et d’un hydrogel

RésuméBut de l’étudeLa reconstruction nasale demeure un défi pour tout chirurgien. Les indications chirurgicales de reconstruction nasale après exérèse d’origine carcinologique, un traumatisme ou dans le cadre de rhinoplastie esthétique, sont en constante augmentation. L’attitude actuelle de reconstruction est d’utiliser des greffons cartilagineux autologues d’origines diverses (septale, auriculaire ou costale) tentant de restituer une anatomie physiologique mais leur quantité est limitée. Ainsi, afin de fabriquer une maquette cartilagineuse implantable, nous avons développé un protocole d’étude associant des chondrocytes nasaux humains, des facteurs de croissance et un biomatériau composite et étudié au niveau moléculaire, cellulaire et tissulaire le phénotype des chondrocytes cultivés au sein de cette maquette.Matériels et méthodesAprès extraction des chondrocytes et amplification sur plastique, les cellules ont été cultivées pendant 15 jours soit en monocouche soit au sein d’un hydrogel d’agarose ou d’un biomatériau composite (agarose/polyéthylène de haute densité : Medpor®) en présence ou non d’un cocktail de facteurs solubles (BIT) : bone morphogenetic protein-2 (BMP-2), insuline et tri-iodothyronine (T3). La qualité du phénotype chondrocytaire a été analysée par PCR, western-blotting et immuno-histochimie.RésultatsLors de leur amplification en monocouche, les chondrocytes se dédifférencient. Cependant, nos résultats montrent que le cocktail BIT induit une redifférenciation des chondrocytes cultivés en agarose/Medpor avec synthèse de marqueurs chondrogéniques matures. Les chondrocytes ainsi associés à un hydrogel d’agarose vont coloniser le Medpor et synthétiser une matrice extracellulaire spécifique du cartilage nasal.ConclusionCe protocole d’ingénierie tissulaire du cartilage nasal offre des premiers résultats intéressants laissant envisager des perspectives pour la reconstruction nasale.

Aim of the studyNasal reconstruction remains a challenge for any surgeon. The surgical indications for nasal reconstruction after oncologic resection, trauma or as part of cosmetic rhinoplasty, are steadily increasing. The current attitude for reconstruction is the use of autologous cartilage grafts of various origins (septal, ear or rib) trying to restore a physiological anatomy but their quantity is limited. Thus, in order to produce an implantable cartilaginous model, we developed a study protocol involving human nasal chondrocytes, growth factors and a composite biomaterial and studied at the molecular, cellular and tissue level the phenotype of the chondrocytes cultured in this model.Materials and methodsAfter extraction of chondrocytes and their amplification on plastic, the cells were cultured for 15 days either in monolayer or within an agarose hydrogel or a composite biomaterial (agarose/high density polyethylene: Medpor®) in the presence or not of a cocktail of soluble factors (BIT): bone morphogenetic protein-2 (BMP-2), insulin and triiodothyronine (T3). The quality of the chondrocyte phenotype was analyzed by PCR, western blotting and immunohistochemistry.ResultsDuring their amplification in monolayer, chondrocytes dedifferentiate. However, our results show that the BIT cocktail induces redifferentiation of chondrocytes cultured in agarose/Medpor with synthesis of mature chondrogenic markers. Thereby, chondrocytes associated with the agarose hydrogel will colonize Medpor and synthesize an extracellular matrix characteristic of nasal cartilage.ConclusionThis nasal cartilage tissue engineering protocol provides the first interesting results for nasal reconstruction.