La régénération pulpaire
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Epidémiologie
La carie dentaire touche 92 % de la population, et la France se situe dans la moyenne.
Meilleure prévention dans les pays nordique : moins de caries
Formation d’une carie
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La carie dentaire est un processus évolutif :
1- Etape superficielle : atteinte de l'émail.
2- Atteinte de la dentine : induit une stimulation de la pulpe et donc une réparation, entraînant
des douleurs.
3- Pulpite : l'infection se propage dans la pulpe, puis dans toute la pulpe
4- Périodontite : atteinte au-delà du périapex, entraînant une expansion du processus infectieux,
des kystes osseux, de la cellulite, une septicémie, etc. La nécrose pulpaire entraîne des difficultés
de réparation. L'enjeu est de stimuler le processus pulpaire pour reconstruire la dentine
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Restauration biologique
-
Au stade de la pulpite, une hyperhémie pulpaire amène les éléments réparateurs, qui peuvent
stimuler les cellules souches de la pulpe
Sur des pulpites aiguës irréversibles, il est actuellement nécessaire de retirer tout le tissu
pulpaire et de le remplacer par un matériau inerte à l'intérieur.
L'intérêt est de revenir à une pulpite réversible pour conserver la vitalité pulpaire, permettant au
tissu de se défendre et de se régénérer. Il est donc crucial d'éviter la nécrose pulpaire.
Anatomie de la pulpe
- Matrice cellulaire et de matrice extracellulaire
-Vascularisée par le périapex
- Innervée++
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Traitements actuels des pulpopathies
-
Éradication de l'infection en retirant le tissu pulpaire (biopulpectomie c’est-à-dire dévitalisaiton)
et les germes.
Décontamination et obturation avec un matériau bioinerte.
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-
Enjeux actuels : thérapie régénérative/réparatrice pulpaire (terme "réparation pulpaire" n’est
pas adapté car il n'est pas possible de reconstituer l'émail, les améloblastes disparaissant avec la
destruction de la dent)
En stimulant le pool de cellules souches au sein de la pulpe, il est aussi possible d'éradiquer
l'infection et de régénérer les cellules (odontoblastes) pour reformer la dentine.
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Apport de l'ingénierie tissulaire dans le traitement des pulpopathies
5.1
Dans la nécrose pulpaire
-
-
-
-
La nécrose pulpaire peut être traitée par des protocoles de revascularisation au niveau de la
racine de la dent (periapex)
Différentes approches sont envisageables, telles que la greffe de cellules souches périapicales
(lieu du pool de cellules souches périapicale) pouvant être stimulées pour régénérer la dent.
Des techniques peuvent être utilisées pour stimuler ces cellules souches :
1) l'encapsulation des cellules souches mésenchymateuses
2) des échafaudages(scaffold) pour donner une architecture aux cellules souches
3) la fibrine riche en plaquettes (PRF) utilisée pour améliorer la régénération : utilisation dans la
pulpe/dans la régénération parodontale/dans la vascularisation endodontique-> stimulation des
cellules souches situées à l’intérieur de la pulpe, stimulée par voie endodontique.
4) prise de sang et centrifugation : 1) séparation des plaquettes (qui comprte pleins de facteurs
de croissance) et des cellules de la lignée rouge 2) on reprend le caillot avec les facteurs de
croissance 3)on l’injecte pour améliorer les paramètres inflammatoires, diminuer les douleurs,.
C’est un booster de la régénération
5) Cellules souches autologues SHED : Revitalisation de dents permanentes jeunes et immatures
avec de la pulpe nécrotique en utilisant des cellules souches autologues SHED
5.2
Dans la pulpite irréversible- protocole de régénération pulpaire
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Complexe dentino-pulpaire
-
-
-
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Zone odontoblastique : odontoblastes sur la pulpe périphérique, formant la dentine protectrice
Zone riche en cellules : présence de cellules qui peuvent donner la voie odontoblastique (sont
presque des odontoblastes quiescents) et pouvant former la dentine réactionnelle
Zone centrale au sein de la pulpe : cellules souches indifférenciées SHED (plusieurs
manipulations possibles : soit issues de dent temporaire exfoliée, prélevées et stimulées pour
réparer d’autres tissus pulpaire dans le corps, soit retrouvées dans les dents de sagesse : on
pourrait ne pas les enlever et les utiliser dans une thérapeutique pulpaire
Cellules souches mésenchymateuse : cellules progénitrices, non hématopoïétiques = outils
futurs pour la régénération tissulaire (soucis : pas de marqueur spécifique membranaire donc
difficile de les orienter dans une différenciation)
Matrice extracellulaire : collagénique +++, hypoxique, et élastique (participe à la stimulation des
cellules souches vers une différenciation odontoblastique en situation de pression)
Cellules SHED : capacité d’adhésion importante et capacité à se différencier en osteocytes,
chondrocytes, odontoblatses, adipoblastes (cellules souches multipotentes)
Cellules pulpaires : marqueur CD90
Trois étapes du protocole de régénération pulpaire :
-
Élimination du foyer infectieux.
Prélèvement des cellules souches, traitement et conservation
-
Transplantation et greffe
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Sources des CSM
8.1
Cellules souches pulpaire autologue
-
8.2
Les cellules souches pulpaire adultes présentent le même potentiel que les cellules souches de
la moelle osseuse.
Les tissus adipeux (boule de bichat) représentent également une source riche en cellules
souches mésenchymateuses.
Potentiel thérapeutique dépend de : l'âge, la santé générale et la qualité du tissu pulpaire
prélevé.
Inconvénient : source peu abondante, mais des alternatives comme la greffe allogénique
peuvent être envisagées.
- Le gold standard pour la greffe autologue : cellules soche de la moelle osseuse
Cellules souches allogéniques
-
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Gelée de wharton : cs post-natales, cellule immuno-naïves, prélèvement non invasif car déchet
opératoire
Antigène exprimés ou non à la surface des CSM humaines
-
En fonction des antigènes de surface possible de connaitre la différenciation des cellules
Possibilité de changer la différenciation en changeant les antigène de surface et
l’environnement : perspective future
10 Plasticité des cellules souches mésenchymateuses
-
Permettent la sécrétion d’autres cellules (graisse, muscle, cellules neuronales, cartilage, tissu
ostéogénique notamment après cancer)
10.1 Capacité des CSM
-
Autorenouvellemnt
Trans-différenciation (médecine de demain) : switch de différenciation possible en fonction de
l’environnnement
10.2 Effets thérapeutiques des CSM : Premiers essaies cliniques encourageants
-
Pulpe dentaire : régénération pulpaire, osseuse (fente labiale, labio-palatine), parodontale,
implantologie, DT2
Gelée de Wharton (CSM-GW) : Cardiovasculaire, dibaétologie, neurologie, orthopédie,
gynécologie-obstétrique.
10.3 CSM : de la niche au tissu à régénérer
-
Prélever, les mettre dans les bonnes conditions pour les stimuler pour qu’elles se différencient
1-Période de homing :
2- phase de régénréation
3- Immunomodulation : sécrétion pour donner un environnement propice à la régénération
-90% des CSM sont quiescentes, dans niche pulpaire : seront stimulées qu’en cas d’atteinte.
-> But thérapeutique : les remettre dans ce cas de figure d’atteinte
10.4 Propriété particulière :
-
Migration naturelle par chimiotactisme, différenciation dans la voie du tissu lésé,
immunomodluatrices, action inhibtrices des L T et B et NK et cdentritiques parfois
immunosupresseur.
10.5 Utilisation des CSM
-
- Utilisée dans le ttt du greffon contre hote grâce l’effet immunosupresseur
- Infarctus du myocadre : limite la nécrose
- propritété de différenciation : objectif principal
- immunomudolation : thérapeutiques bioconservatrices. Si on veut un résulter de la greffe, il ne
faut pas de rejet.
11 Endodontie régénératrice :
11.1 régénération/réparation pulpaire
➔ Méthode : remonter les CS -> s’attendre à ravoir un tissus pulpaire intéressant
11.2 Thérapie bio-conservatrice :
-
Eradication, utilisation d’un scaffod pour l’immunomodulation et capter les cellules, et retrouver
un état de santé au niveau pulpaire
Objectif à long terme : projet de recherche CONCEPT, développer une thérapie bioconservatrice à partir des propriétés immuno-modulatrices des CSM, en alternative au
traitement conventionnel
Mettre les en surface pour faire remonter les cellules souches et avoir une régénération a distance
11.3 Choix de l’origine des CSM
-
-
-
Moelle/pulpe/gelée ?
Lequel choisir ? :
- On se déjà que pulpe -> limitée en quantité
CD90
marqueurs des cellules souches : pour les 3 sources de cellules souches la potentialité à stimuler
est similaire et intéressante
Profil génomique des CSM :
Difficulté à différencier les cellules de la moelle osseuse et de la pulpe mais les cellules de la
gélée de wharton : différente.
Retenir que : On a les mêmes cellules si on prend les cellules de la moelle ou de la pulpe
Profil protéomique des CSM :
-
L’instrument maldi-tof : permet de regarder les grosses protéines sécrétées par les cellules
souches (sécretome).-> il y a les mêmes protéines entre pulpe et la moelle ossese. La différence
se fait avec la gelée de Wharton
11.4 Choix du scaffold
2 choses à prendre en compte :
-
11.4.1
Caractérisation structurale et mécanique du scaffold
Comportement des CSMs dans le scaffold 3D : quel vecteur utiliser pour un max d’efficacité
Biocompatibilité
Paramètre important à prendre en compte = la survie des cellules dans le scaffold
Dans les éponges de collagene, les cellules survivent bien : la quantité d’ADN est maintenue. Mais on
observe une variation selon les composants : paramètre à prendre en compte.
Dans les dispositifs médicaux à base de collagène (origine bovine, équine, porcine) :
-
Plus il y a une pression tissulaire (comme dans les pulpopathies), plus la différenciation des
cellules est stimulée, donc plus il y a régénération
But : élever la tension (kPa) au sein des fibres de collagène du scaffold
Plus on met de cellules dans la matrice, plus on crée une tension et plus il y aura une
différenciation
Il y a un maillage différent entre le collagène et la gélatine
11.4.2
-
11.4.3
-
11.4.4
-
11.4.5
-
Caractérisation structurale de l’Hemocollagene :
Quelle porosité est la plus efficace pour augmenter cette tension ?
Quelle porosité pour que les cellules aient une bonne interaction avec l’environnement ?
=> 10 µm = le plus efficace
Caractérisation mécanique de l’Hemocollagene :
Plus l’élasticité est élevée (et la porosité), plus les cellules peuvent se libérer du scaffold et
coloniser l’environnement à réparer
Morphologie des CSM dans les éponges de l’Hémocollagène :
En ME, cellules étalées avec cytosquelette développé = cellules fonctionnelles
Evolution macroscopique de l’éponge d’Hémocollagène (scaffold) :
Dégradation au cours du temps ?
Quelle durée de vie nécessaire pour la régénération ?
-
11.4.6
-
Activité contractile des CSM doit être adaptée avec la dégradation du scaffold
Lorsque l’éponge est totalement dissoute (hydrolysée), le taux d’hydroxyproline augmente
Intérêt de l’hydroxyproline : composant de la triple hélice de collagène -> montre la dégradation
du scaffold (composé de collagène)
Evolution de la quantité de CSM dans les éponges :
Au niveau médian, la quantité d’ADN est stable chez les 3 populations de cellules souches
On remarque surtout le maintien de la population de cellules souches
11.5 Lésion tissulaire :
-
3 phases de l’inflammation :
1- phase d’inflammation
2- de réparation
3- puis de remodelage
11.6 Effet immunomodulateur des CSMs :
-
Stimulent les cellules NK, les cellules endothéliales, PNN, les macrophages
Induisent une polarisation des cellules
Modulent l’inflammation et l’infection : l’effet immunomodulateur permet d’avoir un tissu le
plus sain possible
-> action locale très performante sur le lieu où on les dépose
11.7 CSM moelle osseuse : activité paracrine
-
Permet de stimuler les ostéoblastes périphériques
Défaut : le pool de cellule souches s’estompe
Objectif : obtenir un maintien du potentiel des cellules avec des boucles autoalimentées, pour
permettre une régénération pulpaire
11.8 Stimulation des cellules par l’hypoxie
- O2 de la pulpe : 1-3%
- Lors d’un traumatisme, l’inflammation puis l’hypoxie stimulent la niche de cellules souches.
- Donc, pour obtenir une bonne régénération, il faut aussi induire une hypoxie.
- On observe que la quantité d’ADN est moins élevée dans les cellules souches en cas d’hypoxie
- Pourquoi ? Alors qu’on a repris les mêmes conditions que celles de la pulpe dentaire…
➔ Car on a une accumulation intracellulaire des espèces réactives de l’oxygène (ROS) : l’hypoxie est
donc inadaptée aux cellules souches
12 Conclusion :
-
Actuellement on mise surtout sur l’effet paracrine des cellules souches 1 :14
13 Perspectives futures :
-
On est en phase d’expérimentation sur des rats pur étudier le recrutement des cellules,
l’immunomodulation et avoir un modèle murin adapté.
A Paris : ils font déjà directement sous microscope in vivo sur une pulpe vivante.