Communication scientifique
Séance du 13 novembre 2018

Décellularisation de greffons digitaux humains vascularisés : une approche sous-unitaire de l’ingénierie tissulaire de la main

MOTS-CLÉS : ALLOTRANSPLANTATION COMPOSITE VASCULARISÉE. INGÉNIERIE TISSULAIRE. MATRICE EXTRACELLULAIRE. TRANSPLANTATION DE MAIN
Decellularization of vascularized digital human grafts: a subunit approach to hand engineering
KEY-WORDS : VASCULARIZED COMPOSITE ALLOTRANSPLANTATION. TISSUE ENGINEERING. EXTRACELLULAR MATRIX. HAND TRANSPLANTATION

Jérôme DUISIT*,**, Debluts DONOVAN*, Louis MAISTRIAUX*, Thomas ROELS*, Catherine BEHETS*, Pierre GIANELLO* et Benoît LENGELÉ*,**

Les auteurs déclarent l’absence de lien d’intérêt.

Résumé

La mutilation digitale, unitaire ou multiple, a un impact critique sur la fonctionnalité de la main avec une diminution importante de la qualité de vie des patients. La reconstruction échappe souvent aux techniques avancées d’autotransplantation, et l’allotransplantation est ici contre-indiquée. L’expérience en bio-ingénierie de la face humaine a suggéré cependant que l’application à des greffons digitaux de cette approche pouvait ouvrir une nouvelle alternative thérapeutique.

Huit greffons humains de doigts longs ont été prélevés post mortem, avec leurs pédicules vasculaires, puis décellularisés avec succès par perfusion séquentielle de détergents et de solvant polaire. La déplétion cellulaire a été confirmée par histologie standard, avec diminution significative de l’ADN (95,3%, p<0.0001). La préservation structurelle de la matrice extra-cellulaire (MEC) a été étudiée qualitativement par histologie, par quantification de la densité osseuse, et par mesure des propriétés mécaniques de l’ensemble digital. Toutes les données obtenues se sont révélées comparables aux contrôles non décellularisés. In vitro, des fibroblastes cultivés sur les matrices ainsi obtenues ont conservé leur viabilité, avec une distribution homogène. In vivo, la reperfusion sur receveur porcin a montré la perméabilité vasculaire durant 3 heures d’observation. Nous avons ainsi pu démontrer la possibilité de produire des matrices acellulaires de greffons digitaux, préservant leur MEC et un arbre vasculaire transplantable, premier pas vers une greffe immuno-compatible et ses applications cliniques.

Summary

Digital mutilation, unitary or multiple, has a dramatic impact on hand functionality, leading to a significant decrease in the quality of life. Reconstruction with advanced autologous techniques is limited, and allotransplantation is contraindicated. Our experience in human face graft bioengineering led us to study its application to digit grafts, as a new alternative.

Eight human long finger grafts were harvested post mortem, along with their vascular pedicles, and then successfully decellularized by sequential infusion of detergents and polar solvent. Cell clearance was confirmed by standard histology, as well as by a very significant decrease in DNA (95.3%, p <0.0001). The structural preservation of the extracellular matrix (ECM) was observed by microscopy, quantification of bone density level comparable to controls, and measurement of mechanical properties of the digital scaffold taken as a whole, which correlated very closely to those of controls. In vitro, fibroblasts cultured on the matrices demonsrated a preserved viability, with a homogeneous distribution. In vivo, blood reperfusion in a pig recipient showed vascular permeability over 3 hours of observation.

We have therefore demonstrated the feasibility of producing complete human digital acellular matrices grafts, retaining their ECM along with an accessible, patent and transplantable vascular tree, opening the road to immuno-compatible grafting and its future clinical applications.

*Institut de Recherche Expérimentale et Clinique (IREC), UCLouvain, Bruxelles, Belgique. ** Service de Chirurgie Plastique et Reconstructrice, Cliniques Universitaires Saint-Luc, Bruxelles, Belgique. Tirés-à-part : Docteur Jérôme DUISIT, Service de Chirurgie Plastique et Reconstructrice. Cliniques Universitaires Saint-Luc, 10 Avenue Hippocrate, 1200 Bruxelles, Belgique.

Version prépresse mise en ligne le 14/11/2018