Cell-based partial pulp regeneration in a porcine preclinical model

Régénération partielle de la pulpe à partir de cellules mésenchymateuses dans un model préclinique porcin La pulpe dentaire est un tissu connectif innervé et vascularisé, contenu dans une structure minéralisée inextensible formée par l’émail, la dentine et le cément. Ce tissu assure l’homéostasie et la sensibilité de la dent. Il est sujet à des lésions sévères faisant suite à une carie ou à un traumatisme. La thérapeutique conventionnelle préconisée alors est le traitement endodontique, qui consiste en l’exérèse de la totalité du tissu pulpaire et le comblement de l’espace évidé par un matériau synthétique bioinerte. Malgré les résultats cliniques satisfaisants, cette thérapeutique induit une fragilisation de la dent et une plus grande susceptibilité aux infections, qui peuvent conduire à terme à la perte de la dent. En se basant sur la présence de cellules souches mésenchymateuses dans la pulpe dentaire, des stratégies de régénération alternatives au traitement endodontique traditionnel sont à l’étude, afin de permettre le maintien des fonctions de nutrition et de sensibilité de la pulpe, garantes de la pérennité de la dent sur l’arcade. Elles s’inscrivent dans deux approches: la régénération de novo, en cas de nécrose du tissu pulpaire et la régénération partielle, lorsque seul le tissu pulpaire endommagé est éliminé et régénéré. Nos travaux portent sur la faisabilité de cette dernière approche dans un modèle préclinique. En effet, dans la perspective d’un transfert vers la clinique humaine, des modèles chez le gros animal doivent être développés afin de tester la faisabilité et le succès de cette thérapie, dans des conditions proches de la clinique. Du fait de ses similitudes avec l’homme en termes d’anatomie et de physiologie, le miniporc représente un modèle de choix pour les études précliniques d’ingénierie pulpaire. L’objectif principal de cette étude est de tester la faisabilité de la régénération pulpaire partielle, en implantant des cellules pulpaires porcines (pDPCs) contenues des hydrogels injectables dans des défauts pulpaires artificiellement créés chez le miniporc. Au cours ce travail, différentes techniques d’imagerie d’évaluation du processus de régénération ont été développées. En particulier, un protocole d’angiographie tridimensionnelle in- pour la visualisation du réseau vasculaire pulpaire a été mise au point. Par ailleurs, en utilisant des paramètres morphométriques spécifiques, initialement développés pour caractériser l’os, une analyse tridimentionnelle par micro-CT des tissus minéralisés de réparation a été élaborée. En appliquant un “split mouth model”, les hydrogels injectables ensemencés ou non par des pDPCs ont été implantés dans des molaires et des prémolaires, après amputation de la pulpe camérale. À 21 jours après la chirurgie, les analyses d’imagerie, d’histologie et d’immunologie ont mis en évidence, qu’indépendamment de la présence des pDPCs, l’implantation des hydrogels a induit la formation d’un pont d’ostéodentine. La caractérisation morphométrique tridimensionnelle a montré que la microarchitecture de ce pont différait largement de la dentine native. De plus, en présence des pDPCs, le processus de réparation était modifié, avec une moins bonne étanchéité du pont. Au cours de ce travail, une technique de suivi non invasive de la régénération a tenté d’être mise au point. Une angiographie tridimensionnelle par soustraction a été réalisée avant et après la procédure de régénération pulpaire partielle. Si les angiographies ont révélé l’entière vascularisation des mâchoires et des dents à croissance continue, l’apport vasculaire des dents matures traitées, du fait de son faible flux, n’a pas pu être mis en évidence. L’absence de régénération partielle de la pulpe dans les conditions testées souligne l’importance des modèles précliniques pour identifier les facteurs promouvant un environnement favorable à la régénération, dans la perspective d’un transfert vers la clinique humaine.