Des cellules stromales mésenchymateuses allogéniques de cordon ombilical améliorent la fonction motrice lors de la réparation chirurgicale prénatale du myéloméningocèle: étude sur modèle ovin, résumé de l'étude

Points principaux et résultats:

Cette étude préclinique a été menée sur des moutons fœtaux. Aucun enfant n’a été traité. Une équipe française de Paris, qui prépare l’ajout de cellules stromales mésenchymateuses de cordon ombilical (CSM-CO) à la réparation chirurgicale prénatale du myéloméningocèle, a placé un patch de fibrine portant des CSM-CO de moutons donneurs sur la moelle épinière exposée d’agneaux fœtaux pendant la réparation. Les agneaux réparés avec le patch cellulaire ont été comparés à des agneaux réparés avec le même patch sans cellules.

Un jour après la naissance, les agneaux ayant reçu des cellules bougeaient mieux, aucun ne présentait de fuites urinaires, et au microscope leur moelle épinière comptait plus de grands neurones et beaucoup moins de tissu cicatriciel. Ces différences étaient statistiquement significatives. D’autres mesures, dont les tests de conduction nerveuse, la taille des muscles et l’épaisseur des sphincters, ne montraient aucune différence. Seuls neuf agneaux sont nés vivants et ils ont été suivis pendant 24 heures, l’étude ne dit donc rien des effets ni de la sécurité à plus long terme.

Objectif:

Étudier l’effet d’un patch de CSM-CO allogéniques (de donneur) appliqué pendant la chirurgie fœtale sur la fonction motrice et sphinctérienne à 24 heures de vie dans le modèle ovin de myéloméningocèle.

Méthodes:

L’étude a été approuvée par le Comité national français de la recherche animale et a suivi les recommandations ARRIVE pour la recherche animale.

Les CSM-CO ont été cultivées par la méthode des explants à partir des cordons ombilicaux de trois agneaux nés par césarienne près du terme. Les cellules étaient fusiformes, adhéraient au plastique et portaient les marqueurs de CSM ovines CD29, CD90, CD73, CD44 et CD166, mais pas CD31 ni CD45. Pour chaque patch cellulaire, 17 millions de cellules au passage 5 ont été mélangées au fibrinogène d’un kit commercial de colle de fibrine (Evicel) et gélifiées avec de la thrombine. Les patchs témoins ont été préparés de la même façon sans cellules. Les deux types étaient souples et épais d’environ 2 mm.

Un défaut rachidien a été créé chirurgicalement chez des agneaux fœtaux au jour 75 de gestation (laminectomie de L1 à L5 avec ablation de la dure-mère) et réparé au jour 89. Le patch a été posé sur la moelle épinière et la peau fœtale refermée par-dessus. Les chirurgiens savaient quel patch était utilisé. Les agneaux sont nés par césarienne entre les jours 140 et 142 et ont été maintenus en vie pendant 24 heures.

À 2 et 24 heures de vie, une médecin de rééducation pédiatrique et un chirurgien vétérinaire, tous deux en aveugle du groupe, ont évalué la motricité avec l’échelle Sheep Locomotor Rating (SLR, de 0 pour une paralysie complète à 15 pour une motricité normale), ainsi que la station debout, les réflexes, la sensibilité et la fonte musculaire (amyotrophie). Un agneau était considéré comme continent s’il adoptait une posture de miction normale et ne fuyait pas lors d’une pression sur la vessie. À 24 heures, sous anesthésie, un neurologue vétérinaire en aveugle a enregistré l’activité électrique musculaire, la conduction nerveuse et les potentiels évoqués médullaires, et un scanner du rachis a mesuré la taille du défaut. Les agneaux ont ensuite été euthanasiés. Un neuropathologiste en aveugle a mesuré la surface de la moelle épinière, la surface de la substance grise, la densité des grands neurones et l’épaisseur du tissu cicatriciel (fibrose), et tous les organes principaux ont été examinés à la recherche de tumeurs.

L’étude a été planifiée avec quatre agneaux par groupe, en supposant que 90% des agneaux traités et 10% des agneaux témoins obtiendraient un score SLR supérieur à 12. Les groupes ont été comparés par le test U de Mann-Whitney et le test du chi carré.

Résultats:

Des patchs ont été posés chez 13 fœtus. Quatre ont été perdus: deux avortements spontanés (un dans chaque groupe) et deux morts fœtales, l’une découverte au moment de la réparation et l’autre chez un fœtus traité lors de la césarienne. La perte fœtale globale était de 31%. Neuf agneaux sont nés vivants, 5 avec un patch cellulaire et 4 avec un patch témoin.

Sécurité: les neuf réparations étaient complètement cicatrisées. Aucun agneau ne présentait de hernie du rhombencéphale, et aucune tumeur n’a été trouvée dans aucun organe. Les causes des quatre pertes fœtales n’ont pas pu être déterminées, car l’autopsie n’était pas possible.

Motricité:

• SLR à 2 heures: médiane 2 (extrêmes 1 à 7) avec cellules contre 2 (1 à 6) sans, p = 0,83.
• SLR à 24 heures: médiane 14 (extrêmes 13 à 15) avec cellules contre 5 (4 à 14) sans, p = 0,04.
• Capacité à se tenir debout sans aide: 5 sur 5 avec cellules, 2 sur 4 sans, p = 0,07 (non significatif).
• Fonte musculaire des membres postérieurs: 0 sur 5 avec cellules, 3 sur 4 sans, p = 0,02.

Continence: aucun des 5 agneaux traités n’était incontinent, alors que les 4 agneaux témoins l’étaient tous (p = 0,002). Les auteurs notent qu’il s’agissait d’un simple jugement clinique, non confirmé par des examens vésicaux ou histologiques.

Tests nerveux et scanners du rachis: l’activité électrique musculaire spontanée, les amplitudes et vitesses de conduction nerveuse et les potentiels évoqués médullaires ne différaient pas significativement entre les groupes. Les scanners du rachis montraient des défauts de taille et d’angulation rachidienne similaires dans les deux groupes.

Moelle épinière au microscope:

• Densité des grands neurones: 14,5 par mm² de substance grise avec cellules contre 5,6 sans (p = 0,001).
• Tissu cicatriciel entre la moelle épinière et la peau: 453 contre 3 921 micromètres d’épaisseur (p = 0,03).
• Tissu cicatriciel autour de la moelle épinière: 47 contre 158 micromètres d’épaisseur (p = 0,0001).
• La surface de la substance grise (8,2 contre 7,1 mm², p = 0,74) et la surface de la moelle épinière (21,8 contre 16,7 mm², p = 0,44) ne différaient pas significativement.

Muscles et sphincters: le poids et la taille des fibres de deux muscles des membres postérieurs, ainsi que l’épaisseur des sphincters urinaire et anal, étaient similaires dans les deux groupes.

L’article présente quelques incohérences de présentation. Le texte qualifie plusieurs résultats de valeurs « moyennes », alors que les tableaux et les méthodes donnent des médianes. Quelques intervalles du tableau des résultats extramédullaires ne peuvent pas être exacts (par exemple une médiane témoin de 13,7 avec un intervalle de 45,3 à 49,4), et le tableau des scanners du rachis reprend les chiffres des lignes de poids musculaire. Cela n’affecte pas les principaux résultats ci-dessus.

Conclusions:

Les auteurs concluent que les patchs de CSM-CO utilisés lors de la réparation prénatale du myéloméningocèle chez le mouton « améliorent les fonctions motrices et sphinctériennes », avec une meilleure préservation de la moelle épinière et moins de fibrose, et que d’autres études sont nécessaires sur la sécurité à long terme et sur la transposition possible de cette approche à l’humain.

Limites indiquées par les auteurs:

• Petite taille de l’échantillon, en partie due à la perte fœtale, fréquente dans ce modèle animal.
• Suivi de seulement 24 heures, car s’occuper d’agneaux potentiellement handicapés est coûteux et complexe, ce qui limite les conclusions sur l’efficacité, la tolérance et la sécurité.
• Une mesure subjective de la continence, non confirmée histologiquement.
• Les tests de conduction nerveuse et de potentiels évoqués n’ont montré aucune différence, peut-être parce que l’étude était trop petite ou parce que les circuits nerveux diffèrent entre le mouton et l’humain.

D’autres points appellent aussi à la prudence. Les chirurgiens n’étaient pas en aveugle. La capacité à se tenir debout n’était pas significativement différente. Le résultat moteur à 24 heures repose sur 5 animaux contre 4, et un agneau témoin a obtenu un score de 14, identique à la médiane des agneaux traités.

En quoi cette étude diffère de l’étude de l’équipe avec des cellules humaines: le même groupe a ensuite répété l’expérience avec des CSM-CO issues de cordons ombilicaux humains (résumé de l’étude). Dans cette étude antérieure, les cellules provenaient de moutons, la motricité et la continence différaient significativement à 24 heures et le tissu cicatriciel était significativement réduit, tandis que la surface de la moelle épinière et de la substance grise ne différait pas. Dans l’étude avec des cellules humaines, le schéma était presque inversé. La surface de la moelle épinière, la surface de la substance grise et la densité neuronale étaient significativement meilleures, mais les résultats moteurs et la réduction du tissu cicatriciel n’atteignaient pas la significativité. Les auteurs de l’étude ultérieure ont suggéré que les trois cordons de donneurs humains produisaient peut-être moins de facteurs protecteurs. Les deux études étaient petites et n’ont suivi les agneaux que pendant 24 heures.

Informations générales:

Les auteurs notent que même après une chirurgie fœtale, 71% des enfants atteints de myéloméningocèle ne peuvent pas marcher seuls à l’âge de huit ans et 75% ont besoin d’un sondage urinaire quotidien à l’âge de dix ans. L’expérience antérieure de l’équipe chez le mouton n’avait constaté qu’un effet faible et non significatif des CSM-CO sur la motricité à 2 heures de vie, ce qui, selon eux, était trop tôt après la naissance pour en juger.

Un groupe californien utilisant des CSM placentaires de début de gestation sur une matrice porcine dans le même modèle a rapporté une SLR médiane de 15 avec cellules contre 6 sans, et davantage de neurones préservés. Ce groupe n’a constaté aucune différence de fonction vésicale, le résultat sur la continence est donc nouveau ici et non confirmé.

Les auteurs pensent que les CSM-CO agissent principalement en libérant des facteurs de croissance et de protection plutôt qu’en devenant des cellules nerveuses, mais indiquent que les mécanismes exacts ne sont pas encore connus. Ils suggèrent que la réduction du tissu cicatriciel pourrait être pertinente pour la moelle attachée, un problème fréquent après la réparation d’un myéloméningocèle. Dans une étude de traçage antérieure du groupe, les cellules transplantées n’ont pas été retrouvées dans des organes éloignés.

L’étude a été financée par deux fondations françaises de recherche médicale, la Fondation de l’Avenir et la Fondation pour la Recherche Médicale. Les auteurs n’ont déclaré aucun conflit d’intérêts. La revue a publié un commentaire d’accompagnement d’Anna L. David.