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Hépato-Gastro & Oncologie Digestive

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Apport des cellules souches mésenchymateuses dans la prise en charge des fistules anales de maladie de Crohn : science-fiction ou futur proche ? Volume 25, numéro 5, Mai 2018

Illustrations


  • Figure 1

Tableaux

Introduction

L’atteinte ano-périnéale spécifique de la maladie de Crohn (MC) survient chez un patient sur trois après 20 ans d’évolution [1]. Les fistules anales de la MC ont un impact péjoratif très lourd sur la qualité de vie des patients et sont responsables de douleurs, et de difficultés socio-professionnelles (figure 1). L’obtention d’une cicatrisation et l’assèchement des trajets fistuleux est rendu possible chez 50 à 60 % des patients au moyen d’une prise en charge complexe et multidisciplinaire reposant sur la perfusion de biologiques (anti-TNFα) ± immunosuppresseur et un drainage chirurgical prolongé sur séton(s) [2] avec des taux de récidives à 5 ans allant jusqu’à 40 % [3].

La prise en charge chirurgicale aiguë réside systématiquement dans un premier temps sur un drainage du trajet fistuleux en période inflammatoire sur séton(s) lâche(s) afin de maintenir le trajet ouvert, de le drainer avec ses éventuels diverticules, et de prévenir la récidive d’abcès. L’association à une antibiothérapie courte (ciprofoloxacine et/ou métronidazole) permet d’améliorer les résultats à court terme avec un effet suspensif [4]. Bien que les modalités de retrait du séton ne soient pas encore clairement définies, il semble que les résultats sont d’autant meilleurs que le drainage est limité dans le temps (< 34 semaines) et le traitement anti-TNFα prolongé (> 19 perfusions) [3]. Les récentes recommandations de la SNFCP de 2017 sur la prise en charges des lésions ano-périnéales (LAP) de la MC préconisent un drainage de 3 mois minimum, pouvant être prolongé en cas de non-réponse ou de réponse partielle à l’infliximab (Grade C) [5]. La fistulotomie n’est jamais recommandée dans le cadre des fistules ano-périnéales de la MC, car ces patients sont à haut risque d’incontinence anale, sauf situation exceptionnelle (trajet simple, unique, très bas situé, muqueuse rectale normale). Les techniques d’épargne sphinctérienne sont à privilégier chez ces patients et leur nombre grandissant témoigne de leur inefficacité relative (tableau 1).

Les techniques d’épargnes sphinctériennes sont à privilégier chez ces patients mais la multiplicité grandissante de ces techniques souligne leur inefficacité relative

Dans ce contexte, la mise au point de nouvelles techniques médico-chirurgicales est l’un des enjeux majeurs de ces quinze dernières années. C’est en 2003 que Garcia-Olmos et al. ont rapporté un premier cas de cicatrisation d’une fistule recto-vaginale complexe après injection de cellules souches mésenchymateuses adipocytaires (Adiposed Derived Stem Cells : ADSC) [6]. En 2016, Panes et al. publiaient dans le Lancet le premier essai contrôlé randomisé en double aveugle évaluant l’efficacité d’une technique de comblement de fistule par des ADSC [7].

Qu’est-ce qu’une cellule souche mésenchymateuse ?

Une cellule-souche mésenchymateuse (CSM) est une cellule multipotente de la lignée mésenchymateuse (i.e. potentiellement capable de se différentier en cellules cartilagineuses, osseuse, musculaire et adipeuse). Elles sont présentes en faible contingent dans la moelle osseuse, le tissu adipeux, le sang de cordon ombilical, le placenta mais aussi dans les tissus conjonctifs des principaux organes. Elles ont la faculté de se multiplier in vitro en restant indifférenciée. En l’absence de marqueurs spécifiques, la Société Internationale de la Thérapie Cellulaire a défini les CSM selon trois critères présentés dans le tableau 2[8].

L’origine de ces ADSC peut être autologue ou allogénique. Les ADSC autologues sont issus du même organisme que celui du receveur, et présentent l’avantage de n’exposer à aucun risque de réaction immunitaire de rejet, en revanche leur approvisionnement est limité par le faible rendement d’un prélèvement de graisse sous-cutané, et le risque existe d’injecter des cellules « malades ». Pour augmenter le nombre de cellule à injecter elles sont soumises à une phase de multiplication (expansion) in vitro. L’utilisation de cellules souches autologues nécessite un délai entre l’indication, le prélèvement, la préparation/expansion des cellules, la vérification du produit et l’administration du traitement. Pour pallier ces inconvénients d’approvisionnement, l’utilisation d’ADSC allogéniques (provenant d’un patient donneur) permet de prélever, multiplier, et conditionner les CSM et d’avoir des cellules prêtes à l’emploi en épargnant au patient receveur une intervention chirurgicale ou une ponction de moelle, cela représenterait également un avantage économique avec la mise en place de banque de cellules souches permettant de sélectionner les cellules issues du donneur le plus compatible avec le patient receveur. Les ADSC allogéniques ont un risque théorique de rejet contrairement aux cellules autologues.

Quel est le mécanisme des cellules souches mésenchymateuses adipocytaires dans les fistules de Crohn ?

L’intérêt des ADSC dans les fistules anales de Maladie de Crohn repose sur leurs propriétés immuno-modulatrices et régénératrices.

Décrites pour la première fois dans les années 1970 [9], de nombreuses études in vitro puis in vivo ont étudié leurs spécificités immuno-modulatrices, antifibrotiques et pro-angiogéniques. Les CSM ont la capacité de migrer vers les sites d’inflammation sous l’effet de molécules associées aux dommages cellulaire et tissulaire (DAMPs) [10] et de s’activer en leur sein sous l’effet de molécules pro-inflammatoires comme l’IFNϒ ou le TNFα [11]. Ces CSM ont un rôle « sentinelle » et la capacité de se polariser en phénotype immuno-suppresseur ou pro-inflammatoire selon leurs environnements cytokiniques. Sous l’effet de molécules, comme le TNFα, les CSM exercent une activité immunosuppressive (sécrétion de facteurs solubles (PGE-2, TGFβ, etc.), et stimulation des macrophages anti-inflammatoires (de type M2), des cellules dendritiques tolérogéniques et des lymphocytes T (LT) régulateurs) [12]. Ces propriétés immuno-modulatrices ont été illustrées in vivo par la mise en évidence des taux de LT régulateurs (FoxP3) dans la muqueuse rectale et circulants significativement plus élevés chez les patients en post-traitement par injection intrafistuleuse d’ADSC par rapport aux taux pré-traitement, et de manière prolongée à 12 mois [13]. Ces lymphocytes sont connus pour être nécessaires au maintien de la tolérance immunitaire et acteurs indispensables de l’homéostasie. Le mécanisme anti-inflammatoire et cicatrisant exact n’est pas encore totalement élucidé, mais les ADSC permettraient d’avoir un effet immuno-modulateur local, que ne permettent que partiellement les traitements systémiques (anti-TNF) actuels.

Le second intérêt des ADSC, réside dans leur capacité de différenciation en tissus musculaire ou cicatriciel pour combler et assécher le trajet. La capacité des ADSC à se différentier en cellules musculaires est connue [14, 15], et d’autant plus intéressante que les interpositions musculaires type Martius (muscle bublo-caverneux) ou gracilis (muscle droit interne) ont une efficacité dans les fistules anales de la MC, principalement recto-vaginale (niveau de preuve faible). Une étude histologique parallèle d’un essai de phase I [16] s’est intéressée à la présentation des marqueurs cellulaires de surfaces des tissus cicatriciels issus de l’injection d’ADSC montrant au fil du temps une perte de certains marqueurs d’ADSC (CD34), la persistance de c-Kit (marqueur de prolifération cellulaire) et l’apparition de marqueurs fibroblastiques (CD90).

Outre leurs effets immuno-modulateurs et régénératifs, le ADSC expriment une très faible quantité de HLA I (Human Leukocyte Antigen ; déterminant du complexe majeur d’histocompatibilité) et n’expriment pas d’HLA de type II ni de molécule de costimulation [17]. Ce « privilège immunitaire » fait des ADSC une perspective d’avenir innovante dans le cadre de la thérapie cellulaire et régénérative pour les fistules anales de la MC, avec un risque de rejet extrêmement faible.

Le « privilège immunitaire » des cellules souches mésenchymateuses adipocytaires à être peu rejetées par le tissu hôte, en fait une perspective d’avenir innovante dans le cadre de la thérapie cellulaire et régénérative pour les fistules anales de la maladie de Crohn

Quelles modalités d’administration ?

Dans les études, l’administration d’ADSC se faisait au bloc opératoire sous anesthésie générale, et était précédée d’un curetage du trajet, d’une occlusion de l’orifice interne par un fil résorbable ou un lambeau d’abaissement dans le cas des fistules recto-vaginale. Cette procédure était suivie d’un encollage par colle de fibrine dans 7/14 études sans que l’effet de la colle biologique ne puisse être étudié spécifiquement [21-25, 28]. Dans d’autres domaines, l’utilisation d’une colle de fibrine a montré sa capacité d’augmenter la survie de cellules transplantées [24], ces constatations sont controversées dans le cadre de l’usage des fistules anales de la MC. Dans les autres études l’injection était faite dans le trajet mais surtout dans les tissus adjacents aux fistules, en sous-cutané (2 mm sous la peau).

Un contrôle optimal de la maladie luminale de la MC est nécessaire avant d’envisager l’usage d’ADSC.

Un contrôle optimal de la maladie luminale est nécessaire avant d’envisager l’usage des cellules souches mésenchymateuses adipocytaires

Des résultats encourageants dans des études ouvertes…

Des essais de phases I et II ont démontré la sécurité et l’efficacité de ce traitement dans le cadre des fistules anales de Crohn (tableau 3).

L’équipe espagnole de Garcia-Olmos et al. est pionnière dans l’utilisation des ADSC pour les LAP de maladie de Crohn. Leurs premiers travaux portent sur l’utilisation d’ADSC autologues. Elles étaient extraites par liposuccion de la graisse sous cutané du patient en vue d’une injection de cellules autologues, cette technique permet d’obtenir 100 fois plus d’ADSC qu’une ponction de moelle osseuse et est moins traumatique [25].

Dans son essai de phase I, Garcia-Olmos et al. [23] ont rapporté une cicatrisation de 75 % des trajets fistuleux à 8 semaines. En 2013, Cho et al. [21] sont les premiers à réaliser un essai de phase I injectant un nombre de cellules proportionnel à la longueur du trajet fistuleux, et montrait une cicatrisation à la 8e semaine chez 30 % des patients maintenue à 8 mois. Ces données sont suivies d’un essai de phase II [20] portant sur 43 patients, dont 33 sont analysés en per protocole. Chez les 33 patients ayant reçu une injection de 3×107 CSM/cm (injection moyenne 15×107 CSM), 10 ont eu recours à une seconde injection à S8 de 1,5 fois la dose, la cicatrisation était observée chez 81 % (27/33) à la 8e semaine et maintenue à un an chez 85 % des patients (23/27). Vingt-six patients issus de cette cohorte ont fait l’objet d’un suivi à long terme avec une cicatrisation à 2 ans maintenue chez 20 patients (76 %) [19]. En 2011, une équipe italienne a rapporté les résultats de l’utilisation d’ADSC autologues issus de la moelle osseuse sur 10 patients [13]. Les injections avaient lieu toutes les 4 semaines jusqu’à amélioration (2 à 5 injections), et ont permis une cicatrisation du trajet fistuleux chez 7/10 patients confirmés par l’IRM. Tous les patients ont eu une amélioration de leurs scores CDAI et PDAI prolongée à un an.

En parallèle de ces résultats, différentes études ont été menées s’intéressant aux ADSC allogéniques. En 2012, de la Portilla et al. ont étudié l’utilisation de CSM adipocytaires allogéniques issues de la graisse sous cutané de donneurs sains. Parmi les 24 patients inclus, 56 % ont eu une fermeture de l’orifice externe à la semaine 24 et 30 % ont eu une fermeture du trajet fistuleux confirmé par IRM. Aucun problème de rejet n’a été observé [35]. En 2015, Garcia-Arranz et al. ont traité 10 patientes atteintes de fistules recto-vaginales avec des ADSC allogéniques en complément d’un lambeau d’abaissement rectal avec un taux de succès de 40 % à la semaine 52 (2 ont eu recours à deux injections) [26]. Une étude de doses portant sur deux groupes de 3 patients recevant respectivement 1 et 3×107/cm trouvait une cicatrisation à la 8e semaine chez un patient recevant la forte dose et chez aucun patient recevant la faible dose. Le suivi à 8 mois montrait 50 % de cicatrisation confirmée par IRM (2 recevant la faible dose et 1 recevant la forte dose) [18].

Dans toutes ces études ouvertes, les patients inclus étaient non répondeurs aux anti-TNF, et l’utilisation concomitante d’anti-TNF, ou dans les 3 mois précédent l’inclusion était un critère d’exclusion.

… confortés par des résultats d’études randomisées contrôlées.

En 2009, les résultats du premier essai de phase IIb randomisé comparant les ADSC autologues contre l’encollage simple incluait 49 patients porteurs de fistule anale complexe dont 14 patients atteints de MC [22]. À la semaine 8, 71 % des patients sans MC avaient un trajet cicatrisé dans le groupe ADSC suivi d’encollage contre 17 % dans le groupe encollage (p = 0,0013), dans le sous-groupe des fistules de MC, les résultats étaient également en faveur du traitement par ADSC (5/7 vs. 1/7 ; p = 0,1) mais avec un résultat non significatif relatif au petit effectif. Ces études espagnoles utilisaient un nombre fixe d’ADSC (2×107) (tableau 4).

En 2016, Panes et al. ont publié les résultats de la première étude de phase III randomisée contrôlée contre placebo incluant 212 patients portant sur l’utilisation d’ADSC allogéniques. Les fistules incluses étaient des fistules complexes définies par la présence d’au moins l’un des critères suivants : trajet inter ou trans-sphincterien supérieur, supra-sphincterien, présence de plusieurs orifices externes, ou présence d’un abcès. Le drainage par séton devait être efficace depuis au moins 6 semaines. Quatre-vingts pour cent des patients inclus présentaient une maladie périnéale réfractaire aux anti-TNF. Cent sept patients ont reçu 12×106 ADSC en une injection dans les tissus adjacents à tous les trajets fistuleux et aux orifices internes. À 24 semaines les taux de fermeture de trajets fistuleux étaient de 50 % dans le groupe ADSC versus 34 % dans le groupe placebo (p = 0,024). À noter que les auteurs supposent que le fort taux de cicatrisation du groupe placebo peut être en partie expliqué par le drainage minutieux, curetage et suture de l’orifice interne [7]. Des données de suivi à la semaine 52 montrent des taux de réponse combinée (clinique et IRM) prolongées à 56 % pour le groupe traité contre 38 % dans le groupe placebo [27].

Une seule étude [28] est actuellement disponible évaluant l’utilisation de CSM allogéniques issues de moelle osseuse. Elle porte sur 21 patients recevant des doses croissantes de CSM ou un placebo. Les taux de fermeture du trajet étaient de 47 % (7/15) vs. 33 % (2/6) en faveur du groupe traité. L’injection de 3×107 ADSC était associée avec les meilleurs résultats.

L’efficacité de l’injection de CSM à fait l’objet d’une méta-analyse récente regroupant ces études et une portant sur les fistules entérocutanées et apporte quelques informations supplémentaires [29]. Le taux global de cicatrisation de fistule de maladie de Crohn était de 62,5 ± 20 % avec un odds ratio (OR) à 0,21 (0,09 ; 0,32), p < 0,005. La présence d’un CDAI supérieur à la normale (> 150) à l’inclusion était associé à un meilleur taux de cicatrisation de fistule, de même pour une courte durée d’évolution de la MC (> de 80 % de cicatrisation chez les malades ayant moins de 8 ans (100 mois) d’évolution vs. < 60 %). La question de la dose optimale d’ADSC reste à éclaircir. Cette méta-analyse retient que 2 à 4×107 CSM/mL était le dosage optimal. Ces résultats sont confortés par le fait que l’équipe du Pr Panes qui injectait 12×107 CSM par patient, divisait par 2 la dose en fonction du nombre de trajet sans qu’il n’ait été possible de mettre en évidence un effet dose entre 6 et 12×107 CSM. Bien qu’aucune étude n’ait comparé à ce jour ADSC et CSM hématopoïétiques, et que la majorité des études portent sur l’utilisation d’ADSC, il semble que le taux de cicatrisation était comparable quelle que soit l’origine des CSM.

Parmi toutes les études publiées sur ce sujet, seule la survenue d’abcès et de douleurs postopératoire est comparable dans les groupes traitement et contrôle. Aucun effet indésirable grave n’a été observé et aucun rejet.

Aucun effet indésirable grave n’a été observé ni aucun rejet

De nombreuses questions en suspens

L’efficacité et la sécurité de l’usage des ADSC repose donc sur des données robustes et permettent de mieux entrevoir leur place à venir dans la prise en charge de ses patients. Toutes ces études étaient menées chez des patients ayant une maladie périnéale réfractaire aux biothérapies, certaines étaient menées sous anti-TNF [7, 22, 28]. Certaines questions restent cependant sans réponses et nécessitent d’être précisées pour lever les obstacles à l’utilisation de cette thérapie innovante.

Les modalités d’injections doivent faire l’objet d’études comparatives pour répondre aux questions suivantes :

Faut-il privilégier les cellules autologues ou allogéniques, les ADSC ou CSM issues de la moelle osseuse ? La variété des études présentées ici en termes de procédé de production, d’isolement, d’expansion, de caractérisation et d’administration rend difficile la comparaison d’efficacité permettant de conclure au bénéfice d’une lignée par rapport à l’autre. En revanche, la mise en place de procédés de recueil et d’expansion standardisés, mènera à des économies d’échelles et à une plus grande accessibilité de ces traitements. C’est un avantage fort des ADSC allogéniques. Notons qu’aucun cas de rejet de cellules n’a été observé avec les ADSC allogéniques. Enfin l’origine médullaire ou adipocytaire des CSM ne semble pas avoir d’influence sur le taux de cicatrisation.

Quelle matrice associer aux CSM ? Dans la moitié des études l’injection des cellules était complétée d’une injection de colle de fibrine et soulève la question de la matrice idéale à associer aux ADSC. L’encollage ne semble pas jouer un rôle particulier et certains auteurs pensent que la colle de fibrine peut compromettre la survie des CSM. Pour cette raison, dans l’essai randomisé le plus récent de Panes et al. [7], les cellules étaient injectées en suspension dans une solution saline et dans la paroi du trajet fistuleux. Un essai est actuellement en cours pour évaluer l’efficacité de l’administration d’ADSC autologues au moyen d’un plug, les résultats sont attendus prochainement (NCT01915927).

Faut-il effectuer des injections itératives ? Dans l’étude de Ciccocioppo et al.[13] en cas de persistance d’un trajet fistuleux à 4 semaines de la première injection de CSM, une nouvelle injection était réalisée avec un maximum de 6 injections par patient. Le taux de cicatrisation des trajets fistuleux augmentait avec le nombre d’injection de CSM.

Quelle est la durée de l’efficacité de ce traitement ? Les données au long terme sont manquantes, mais les résultats à 24 semaines observé dans l’essai de Panes et al.[7] sont maintenus à 52 semaines pour la 75 % d’entre eux. Il semble que parmi les patients avec une réponse maintenue à S52 la grande majorité avait cicatrisé leurs trajets fistuleux avant S12.

Enfin l’intérêt médico-économique de cette thérapeutique reste à définir, aucune étude coût-économique n’est disponible pour le moment.

L’intérêt médico-économique de cette thérapeutique reste à définir

Conclusion

L’injection de cellules souches mésenchymateuses semble donc être un moyen sûr et prometteur de traiter des patients atteints de MC ano-périnéale fistulisante réfractaire aux biothérapies. Cette thérapie cellulaire pourrait améliorer 1 patient sur 2 ou 3 selon les études, avec un taux de récidive à long terme qui reste important. Plusieurs travaux sont actuellement en cours pour répondre aux questions encore en suspens. Enfin le coût de ces thérapies est amené à diminuer avec grâce à l’automatisation des processus d’extraction et de culture, et au développement de méthode d’induction de cellules souches (IPS) à partir de cellules différenciées.

Take home messages

  • Les techniques d’épargnes sphinctériennes sont à privilégier absolument chez les malades atteints de lésions anopérinéales fistulisantes de Crohn réfractaires à un traitement médical optimal.
  • L’intérêt des cellules souches mésenchymateuses adipocytaires dans les fistules anales de la maladie de Crohn repose sur leurs propriétés immuno-modulatrices et régénératrices.
  • Les données d’études ouvertes et contrôlées montrent un taux de cicatrisation des trajets fistuleux variant de 30 à 70 % après traitement par cellules souches mésenchymateuses.
  • Les cellules souches mésenchymateuses représentent une thérapie innovante prometteuse et sans complication chez des malades souvent en impasse thérapeutique.
  • L’analyse médico-économique de cette thérapeutique n’est pas encore établie.

Liens d’intérêts

XT : interventions ponctuelles pour MSD, Takeda, Janssen, Ferring, AbbVie, Tillots et participation dans Inception IBD. DS, GR, VdP et NF déclarent n’avoir aucun lien d’intérêt en rapport avec l’article.

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