Augmentation biologique avec des cellules souches mésenchymateuses chez les patients subissant une reconstruction du ligament croisé antérieur (BMAC)

Introduction

Les déchirures du ligament croisé antérieur (LCA) sont une blessure courante et dévastatrice chez les jeunes athlètes, et une nouvelle blessure constitue une menace importante pour le retour au jeu réussi et les résultats à long terme. La cicatrisation du greffon pendant la reconstruction du LCA (ACLR) est un processus biologique lent, qui implique l'incorporation du greffon dans les sites de tunnel osseux, ainsi que le remodelage du greffon intra-articulaire . Le processus de remodelage du greffon intra-articulaire est connu sous le nom de ligamentisation et se déroule en trois phases après l'ACLR. La première phase de cicatrisation précoce se produit entre 0 et 3 mois, la deuxième phase se produit entre 6 mois et un an, et la phase finale de maturation se produit après 1 an lorsque la greffe apparaît très similaire au LCA natif. Les études qui ont défini ces points dans le temps ont biopsié des autogreffes de LCA os-tendon patellaire-os humain (BTB) à différents moments postopératoires et ont décrit les changements survenus au fil du temps en ce qui concerne la vascularisation, les aspects cellulaires et l'apparence de la matrice extracellulaire par rapport aux LCA témoins. . Contrairement aux modèles animaux qui présentent un stade nécrotique, les greffons chez les modèles humains subissent une invasion vasculaire précoce, associée à des fibroblastes qui sont convertis en une matrice hypercellulaire avec uniquement des zones de nécrose focalisées. Ce processus se produit dès 3 semaines après l'opération et augmente avec le temps à mesure que les zones similaires au tendon rotulien natif avec du collagène mature et des cellules métaboliquement quiescentes diminuent. Ce processus est le facteur limitant de la cicatrisation des greffes os-tendon patellaire-os (BTB), car l'ostéointégration se produit plus tôt .

Les processus d'ostéointégration et de ligamentisation sont des réponses au nouveau milieu intrasynovial et aux forces physiques auxquelles le nouveau greffon est exposé. Au cours de ces processus de cicatrisation et de restructuration, la charge de rupture et la rigidité des greffons diminuent jusqu'à 24 % à 7 semaines, avant de se renforcer à leur potentiel . Cela contribue à la longue période de récupération de l'ACLR et au risque de re-rupture pendant cette période. Les progrès des compléments biologiques pour accélérer et améliorer ce processus de guérison auraient un impact significatif sur la prise en charge des lésions du LCA.

Récemment, des préparations biologiques de divers facteurs de croissance ont été développées pour traiter en toute sécurité et efficacement une variété d'affections musculo-squelettiques, y compris les tendinopathies et l'arthrite. Le concentré d'aspiration de moelle osseuse (BMAC) est constitué de cellules souches mésenchymateuses indifférenciées qui sont concentrées et appliquées sur le site de la blessure . Des études antérieures ont démontré que ce traitement offre le potentiel pluripotent des cellules pour avoir un impact sur la cicatrisation, la régénération, la force biomécanique et la réduction de l'élargissement du tunnel osseux . Les chercheurs ont démontré que les greffes renforcées de cellules souches mésenchymateuses avaient une charge de rupture et une rigidité significativement plus élevées dès 8 semaines après l'opération dans un modèle de lapin, ce qui suggère un avantage supplémentaire d'une cicatrisation avancée . L'utilisation des BMSC peut offrir une nouvelle méthode pour améliorer l'ostéointégration des greffes tendineuses. Bien qu'il y ait eu de nombreuses études en laboratoire sur l'effet des cellules souches mésenchymateuses, il manque des preuves de leur traduction en milieu clinique. Silva et al ont réalisé une étude dans laquelle ils ont injecté des cellules souches dérivées de la moelle osseuse (BMSC) dans des greffes de tendon rotulien pour examiner l'intégration accrue du tunnel greffon-os. Ils n'ont pas trouvé de différence significative d'intégration du tunnel sur l'imagerie IRM, mais ils n'ont pas examiné les parties intra-articulaires pour l'effet sur le processus de ligamentisation, ni l'effet sur l'examen clinique et les résultats rapportés par les patients.

L'IRM quantitative est une méthode non invasive pour interroger les propriétés des tissus et évaluer la composition biochimique des tissus. La séquence T2* donne des informations sur le volume de greffe tissulaire, la teneur en eau, l'alignement des fibres et la densité tissulaire. Les valeurs médianes en niveaux de gris (une mesure pour déterminer la qualité des tissus) peuvent également être corrélées à la charge de rupture maximale, à la charge de rendement et à la rigidité linéaire des greffes dans un modèle porcin. Les augmentations des signaux IRM dans les greffes de LCA se sont avérées dépendantes du temps, devenant bien établies au bout de trois mois, en particulier au niveau de la partie intra-articulaire distale près du tunnel tibial . Il n'a pas été démontré auparavant que ces changements étaient prédictifs de l'échec de la greffe, mais les chercheurs ont récemment également confirmé que les valeurs d'intensité du signal T2* normalisées des greffes du LCA ont une corrélation significative avec l'instabilité du genou liée à la ligamentisation et à la cicatrisation du tunnel.

Une étude récente a examiné la maturation intra-articulaire du greffon après l'application d'un gel de plasma riche en plaquettes (PRPG), avec une IRM tous les mois de 3 à 12 mois après l'opération. Le segment intra-articulaire a été divisé en un segment proximal, moyen et distal, sur une échelle de 0 à 3 allant de complètement homogène à sévèrement hétérogène. Le délai moyen pour obtenir une greffe os-tendon patellaire-os (BTB) complètement homogène était de 109 jours pour le groupe PRPG et de 363 jours pour le groupe contrôle 8.

Nous proposons d'utiliser l'imagerie par résonance magnétique (RM) quantitative avec cartographie T2* pour déterminer si le traitement BMAC au moment de la reconstruction du LCA peut accélérer la maturation du greffon et le processus de guérison. Nous réaliserons un essai contrôlé randomisé de patients subissant une reconstruction du LCA avec une allogreffe os-tendon rotulien-os évaluant les modifications IRM pondérées en T2 * de la greffe à 3 et 9 mois après la reconstruction chirurgicale. De plus, nous obtiendrons des mesures des résultats rapportés par les patients de cette cohorte pour évaluer si le traitement BMAC confère un effet cliniquement significatif sur la reconstruction du LCA.

Justification de l'étude

Cette étude évaluera l'efficacité de l'augmentation biologique de la reconstruction du LCA avec des BMSC telle que mesurée par imagerie par résonance magnétique pour détecter la cicatrisation et l'intégration du greffon. Les critères d'évaluation secondaires comprendront des mesures de résultats validées rapportées par les patients, ainsi que des résultats fonctionnels utilisant des résultats d'examen objectifs.

Hypothèse

Les hypothèses de cette étude sont qu'il y aura une amélioration de la cicatrisation et de l'intégration du greffon à trois et neuf mois, mesurée par une diminution de l'intensité du signal et de l'hétérogénéité sur l'IRM T2* après l'administration de BMAC pendant la reconstruction du LCA par rapport au groupe témoin. De plus, les résultats rapportés par les patients et les résultats de l'examen physique seront considérablement améliorés plus tôt chez ceux qui reçoivent le traitement BMAC sur leur allogreffe par rapport au groupe témoin.

Plan d'étude

Cette étude sera un essai prospectif randomisé de patients subissant une reconstruction arthroscopique de ruptures complètes du ligament croisé antérieur (LCA). Tous les patients qui signent leur consentement et subissent une reconstruction complète du LCA seront inclus dans l'étude. L'inscription se poursuivra jusqu'à ce que 32 patients, 16 dans chaque groupe, soient inscrits. Le suivi aura lieu à 6 semaines, 3 mois, 6 mois, 9 mois, 12 mois et 24 mois.