Inventaire des stratégies cellulaires en ingénierie tissulaire de reconstruction osseuse

RésuméL’ingénierie tissulaire osseuse a pour but de reconstruire le stock osseux grâce à l’association de matrices, de facteurs ostéo-inducteurs et de cellules ostéogéniques. Il existe différents types de biomatériaux, naturels ou synthétiques, disponibles ou en cours de développement. De nombreux travaux ont pour objectif d’optimiser ces matrices en permettant notamment une meilleure adhésion cellulaire à leur surface et une meilleure ostéoconduction. Dans le domaine des facteurs ostéo-inducteurs, la majorité des travaux porte actuellement sur les effets des bone morphogenetic protein (BMP) et de facteurs angiogéniques comme le vascular endothelial growth factor (VEGF). Enfin, en ce qui concerne la nature des cellules à implanter, il existe une nette dissociation entre les études fondamentales et cliniques. De nombreuses études cliniques ont montré que la moelle osseuse totale fraîchement prélevée possède un fort potentiel ostéogénique. Malgré cela, il existe très peu de travaux de recherche fondamentale portant sur l’utilisation de la moelle osseuse totale comme apport cellulaire en ingénierie tissulaire osseuse. En effet, la plupart des travaux fondamentaux se focalisent sur l’utilisation de cellules stromales mésenchymateuses sélectionnées et cultivées ex vivo à partir de la moelle osseuse. Cette approche, développée depuis plus de 15 ans, montre que l’ajout de ces cellules peut améliorer les capacités d’ostéoformation des substituts osseux. Cependant, cette stratégie n’a quasiment aucune retombée clinique puisque, à ce jour, seulement deux études représentant quatre patients ont été rapportées. L’objectif de cet article de revue est de faire la synthèse des travaux d’ingénierie tissulaire osseuse effectués à partir de moelle osseuse totale et des cellules stromales mésenchymateuses.

SummaryThe objective of bone tissue engineering is to reconstruct bone stock using matrix structures, osteoinductor factors and osteogenic cells. Different types of natural or synthetic biomaterials are available or under development. The objective of recent work is to optimize matrix materials, particularly with better cell adhesion to the surface and better osteoconduction. For osteoinductors, most research is currently focused on bone morphogenetic protein (BMP) and angiogenic factors such as vascular endothelial growth factor (VEGF). Concerning the nature of the cells to be implanted, there is a clear dissociation between fundamental and clinical studies. Many clinical studies have demonstrated the strong osteogenic potential of fresh harvested total bone marrow. There has been nevertheless little fundamental work on the use of total bone marrow as a source of cells for bone tissue engineering. Most of the fundamental work has been focused on the use of mesenchymatous stromal cells selected from bone marrow and cultivated ex vivo. This approach which was first developed more than fifteen years ago has shown that the adjunction of these cells can improve the osteoformative capacity of bone substitutes. This strategy has, however, had almost no clinical impact to date since only two studies involving four patients have been reported. The purpose of this article is to review current research concerning bone tissue engineering using total bone marrow and mesenchymatous stromal cells.