Summary
Le présent protocole décrit une étude clinique prospective, randomisée et contrôlée qui évalue une injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain pour le traitement des ulcères chroniques du pied diabétique.
Abstract
Avec le développement de la société et de l’économie, l’incidence des ulcères du pied diabétique continue d’augmenter. Actuellement, le débridement conventionnel avec changements de pansements, l’oxygène hyperbare et le drainage sous vide sont les principaux traitements conservateurs dans la pratique clinique, et les grandes plaies nécessitent souvent des greffes de peau ou des greffes de lambeau cutané. Cependant, les effets du traitement ne sont pas idéaux et de nombreuses complications existent. En raison de sa pathogenèse complexe, de sa longue durée de traitement, de ses difficultés associées importantes et de son taux d’invalidité élevé, les ulcères du pied diabétique représentent un lourd fardeau pour les patients, la société et les soins médicaux. Selon notre étude précédente, les effets pharmacologiques des cellules souches du sang de cordon ombilical humain comprennent une régulation immunitaire non spécifique; augmentation de la sécrétion de facteurs de croissance, de facteurs vasoactifs et de facteurs anti-inflammatoires; capacité anti-infectieuse accrue du corps humain; élimination de l’inflammation; et la promotion de l’angiogenèse et de la cicatrisation des ulcères. Ces effets suggèrent que les cellules souches peuvent être utiles comme traitement autologue ou allogénique pour les plaies réfractaires. Par conséquent, nous menons un essai clinique pour traiter les plaies diabétiques réfractaires avec des cellules souches de cordon ombilical humain dans notre clinique pour les patients atteints d’ulcère du pied diabétique qui répondent aux critères d’inclusion.
Introduction
Le diabète sucré est une maladie qui touche les individus dans le monde entier, et l’Organisation mondiale de la santé (OMS) prévoit que le nombre de personnes atteintes de diabète sucré passera de 285 millions en 2010 à 439 millions en 20301. Les ulcères du pied diabétique (UFD) sont l’une des complications les plus graves du diabète et sont les principaux contributeurs aux amputations non traumatiques des membres inférieurs dans le monde 2,3,4,5.
Récemment, les cellules souches ont prospéré en tant que thérapie en raison de leur pluripotence, de leur auto-renouvellement et de leur capacité à favoriser la sécrétion de cytokines régénératives 6,7. Une expérience clinique antérieure a montré que les gels de cellules souches dérivées de graisses avaient un effet positif sur le traitement des ulcères du pied dans le diabète chronique8. Les auteurs ont vérifié l’efficacité de l’utilisation de cellules souches pour traiter les plaies diabétiques chez 59 patients. À la semaine 12, le taux de fermeture complète de la plaie dans les groupes de traitement et de contrôle était de 82% et 53%, respectivement, ce qui indique que les cellules souches sont efficaces pour le traitement des plaies diabétiques réfractaires. Dans l’ensemble, la capacité des cellules souches à se régénérer, à remplacer, à réparer et à différencier a donné un espoir infini à la communauté des sciences de la vie9.
En 2008, Dulchavsky et coll.10 ont utilisé des greffes contenant des cellules stromales autologues de moelle osseuse (CSMO) pour traiter 20 cas de plaies non cicatrisantes de causes différentes. Les examens histologiques ont montré que les plaies cutanées de 18 patients étaient complètement réépithélialisées. De même, l’utilisation de cellules souches mésenchymateuses non diabétiques allogéniques (CSM) dans les échafaudages de gélatine pour le traitement des plaies diabétiques non liées peut favoriser l’angiogenèse, augmenter la réépithélialisation et réduire la zone ulcéreuse11. Cependant, il existe peu de cas de traitement par cellules souches des plaies du pied diabétique dans les études de recherche clinique nationales et étrangères; La plupart ne sont que des rapports de cas ou des recherches cliniques exploratoires dépourvues d’un plan expérimental strict, et il y a peu de grands échantillons avec une bonne conception ou des essais cliniques contrôlés randomisés. Comme les cellules souches ne sont pas des médicaments ou des produits biologiques courants, les méthodes de préparation et les contrôles de qualité diffèrent d’une étude à l’autre. Les données d’une étude peuvent ne pas refléter entièrement l’innocuité de toutes les cellules souches de la même espèce. Par conséquent, nous avons résumé la recherche fondamentale et les expériences précliniques pertinentes avec des cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain (HUCMSC) et évalué systématiquement l’innocuité et l’efficacité de leur application clinique. Sur cette base, l’injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain pour réparer les plaies du pied diabétique a été développée comme traitement. Cette étude vise à vérifier l’efficacité et l’innocuité de la réparation par cellules souches des plaies du pied diabétique en utilisation clinique.
En résumé, la thérapie par cellules souches a un large éventail d’applications et un grand potentiel et représente une nouvelle méthode de traitement médical prometteuse. Avec le soutien continu de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (n ° 81571901, n ° 81501671 et n ° 82172224), nous avons mené une série d’études sur le traitement des plaies diabétiques avec des HUCMSC. Nous avons publié plus de 20 articles connexes dans le Journal of Investigative Dermatology, Stem Cell Research and Therapy, et Cell Death and Disease et avons déposé trois brevets d’invention nationaux, accumulant ainsi une grande base de recherche12,13. Ici, nous fournissons une approche standard pour évaluer l’injection de HUCMSC pour la réparation des plaies du pied diabétique. Cette procédure standard a été approuvée par les essais cliniques de médicaments chinois (Numéro d’enregistrement de l’essai : Chinese drug clinical trials : MR-32-21-015759, [Version initiale : 20/10/2021]).
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Protocol
Cette étude clinique prospective, monocentrique, randomisée et contrôlée a été approuvée par le comité d’éthique de l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou (XYFY2021-KL124-02). L’étude a débuté en juillet 2021 et se poursuivra jusqu’en juillet 2023; 60 patients ont été recrutés dans cette expérience. Tous les patients ont signé un consentement éclairé qui a permis aux chercheurs d’utiliser leur matériel clinique et leurs données biologiques.
1. Recrutement des patients
- Critères d’inclusion :
- Assurez-vous que l’âge des patients se situe entre 18 ans et 80 ans (inclusivement), quel que soit leur sexe.
- S’assurer que les patients atteints de diabète de type 2 et d’ulcères du pied diabétique répondent aux critères diagnostiques de l’OMS de1999 14 et ont un taux d’hémoglobine glyquée (HbA1c) de ≤10% tel que détecté pendant la période de dépistage ou dans les 3 mois précédant la randomisation.
- Confirmer que l’indice cheville-brachial15 du membre cible est d’au moins 0,8 sans claudication intermittente.
- Assurez-vous que l’ulcère de chaque patient présente les caractéristiques suivantes:
Grade 1 ou grade 2 selon le système de classement de Wagner16 pour les ulcères.
Emplacement dans le pied, la cheville ou le tibia avant.
Zone transversale après débridement de 2-5 cm2.
Pas de pus ou de substance nécrotique visible à l’œil nu au moins 4 semaines avant la randomisation. - N’incluez pas les patients subissant un traitement de routine pour d’autres plaies dans l’étude.
- Si plusieurs plaies sont présentes, sélectionnez la plaie qui répond aux critères d’inclusion et qui a la plus grande zone d’intervention et d’évaluation.
- Si deux plaies ou plus sont de taille similaire, sélectionnez celle qui a le grade le plus grave.
- S’il y a deux plaies ou plus avec la même surface et le même grade, sélectionnez celle qui a la plus longue durée de plaie.
- La participation à cette étude clinique est volontaire. S’assurer que les patients coopèrent avec les médecins qui mènent l’étude et signent un formulaire de consentement éclairé.
- Critères d’exclusion :
- Exclure les patients présentant des indications chirurgicales claires: occlusion vasculaire, exposition osseuse, abcès, ostéomyélite.
- Exclure les patients ayant subi une revascularisation ou une angioplastie dans les 3 mois précédant l’inscription.
- Exclure les patients présentant une insuffisance hépatique; en particulier, exclure les patients présentant des taux d’ALAT (aspartate aminotransférase) et d’ASAT (alanine aminotransférase) trois fois plus élevés que la limite supérieure de la normale.
- Exclure les patients dont le taux de créatinine sanguine est plus de deux fois supérieur à la limite supérieure de la normale; albumine sérique <2,0 g/dL; traitement médicamenteux immunosuppresseur; diverses tumeurs malignes; et la grossesse, l’allaitement ou un plan de naissance récent.
- Exclure les patients présentant des contre-indications, des allergies ou des allergies connues à tout composant des produits de préparation de cellules souches.
- Exclure les patients dans d’autres situations qui amènent l’investigateur à croire que le patient ne devrait pas participer à cette étude :
- Exclure les patients s’il est découvert après l’admission qu’ils ne répondent pas aux critères d’admission les plus importants.
- Exclure les patients présentant des effets indésirables graves, les patients qui demandent à se retirer de l’étude et les patients dont le tuteur légal demande qu’ils se retirent de l’étude.
- Exclure les patients présentant un manque de médicaments ou de données d’observation efficaces après l’inscription.
- Randomisation et mise en aveugle
- Randomiser les patients recrutés dans le service de consultation externe de l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou sur une base 1: 1 dans le groupe de thérapie par cellules souches et le groupe de traitement conventionnel des plaies.
- Mener un essai en double aveugle pour le traitement. Assurez-vous qu’un tiers mesure la zone de la plaie de chaque patient.
2. Traitement préopératoire
- Effectuer des examens de routine avant le traitement pour les patients après l’inscription, y compris un test sanguin de routine, une analyse d’urine, une évaluation de routine des selles, une évaluation de la fonction biochimique, une évaluation de la fonction de coagulation, la virologie, etc. S’assurer que les patients sont suivis dans le même hôpital pour assurer l’exactitude des tests.
- Inclure les patients qui répondent aux critères d’inclusion et qui ont signé le consentement éclairé écrit. Assignez chaque sujet au hasard au groupe de thérapie par cellules souches ou au groupe de traitement conventionnel des plaies dans un rapport de 1:1 en utilisant une technique d’échantillonnage proportionnée.
3. Procédures de traitement
REMARQUE: Les patients des deux groupes reçoivent des changements systématiques de pansement de routine tous les 3 jours. Pour le groupe de traitement par cellules souches, les patients reçoivent des injections locales de cellules souches quatre fois (le jour 1, le jour 8, le jour 15 et le jour 22 après le recrutement). Dans le groupe de traitement conventionnel des plaies, les patients sont traités avec un pansement aux ions d’argent quatre fois (le jour 1, le jour 8, le jour 15 et le jour 22 après l’inscription). Les étapes spécifiques sont les suivantes.
Figure 1 : Processus de traitement. Dans chaque groupe, 30 patients suivront strictement le protocole décrit dans cette étude. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
- Groupe de thérapie par cellules souches
- Après avoir désinfecté localement la plaie avec de la povidone iodée et retiré le tissu nécrotique de la surface de la plaie avec des ciseaux chirurgicaux, utilisez une seringue pour aspirer 50 ml de solution saline physiologique afin de nettoyer la surface de la plaie à l’intérieur et à l’extérieur.
- Mesurer la surface de la plaie à l’aide de la méthode du crochet de bord de feuille stérile17. Appliquez le pansement transparent à film stérile avec sa grille de coordonnées sur la surface de la plaie et tracez la forme de la surface de la plaie le long de son bord à l’aide d’un marqueur. Calculez la surface de la bobine en fonction de la surface de chaque grille de coordonnées du film.
- Injecter les cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain (2 x 105 cellules/cm 2; 0,4 mL/cm2) dans la périphérie et la base de la plaie (espacement des injections : 0,75 cm; volume d’injection : 0,1 mL/site).
REMARQUE: Le nombre d’injections pour chaque patient dépend de la zone de la plaie. - Coupez le pansement stérile à la taille appropriée, couvrez-le sur la surface de la plaie, puis bandez-le.
- Groupe de traitement conventionnel des plaies
- Après avoir désinfecté localement la plaie avec de l’iodophor et retiré le tissu nécrotique de la surface de la plaie avec des ciseaux chirurgicaux, utilisez une seringue pour aspirer 50 ml de solution saline physiologique afin de nettoyer la surface de la plaie à l’intérieur et à l’extérieur.
- Mesurer la surface de la plaie à l’aide de la méthode du crochet de bord de feuille stérile17. Appliquez le pansement transparent à film stérile avec sa grille de coordonnées sur la surface de la plaie et tracez la forme de la surface de la plaie le long de son bord à l’aide d’un marqueur. Calculez la surface de la bobine en fonction de la surface de chaque grille de coordonnées du film.
- Coupez le pansement ionique argenté à une taille appropriée, couvrez-le sur la surface de la plaie, puis bandez-le.
Figure 2 : Diagramme schématique de la mesure de la surface de l’ulcère du pied. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : Schéma de l’injection de cellules souches mésenchymateuses du cordon ombilical humain. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
4. Indicateurs d’observation
- Obtenez les données démographiques des sujets.
- Enregistrer les traitements concomitants; Plus précisément, notez l’état de la plaie (emplacement, zone, profondeur, infection et ischémie), le taux de cicatrisation, le temps de guérison et les complications.
- Effectuer des tests de laboratoire. Prenez la sécrétion de la plaie pour les écouvillons et la culture bactériologique. Effectuer des tests sanguins de routine et des tests pour la fonction hépatique et rénale.
5. Suivi
- Examiner les patients le premier jour de traitement et lors des visites de suivi 15 jours et 30 jours après le dernier traitement.
- Effectuer des suivis en utilisant des rendez-vous ambulatoires et téléphoniques pour enregistrer les effets du traitement, les changements de condition, la situation de rétablissement et l’état de vie actuel.
6. Évaluation de l’efficacité des résultats
- Effectuer l’évaluation clinique selon les critères suivants.
- Calculez l’indice de résultat principal :
Le taux de cicatrisation à 30 jours = (surface de la plaie d’origine − zone de la plaie non cicatrisée à 30 jours)/surface de la plaie d’origine × 100 %. - Calculer l’indice de résultat secondaire
- Temps de cicatrisation : Définissez le moment de la fermeture de la plaie comme le moment où la plaie est complètement réépithélialisée.
- Calculez le taux de guérison complet :
Le taux de guérison complète = le nombre de cas complètement guéris/le nombre total de cas × 100%
- Calculer le taux d’intervention chirurgicale :
Taux d’intervention chirurgicale = nombre d’interventions chirurgicales/nombre total de cas × 100 %.
REMARQUE: Les sujets qui ont subi l’une des procédures suivantes sont enregistrés comme patients avec des interventions chirurgicales: débridement et drainage, greffe de peau, lambeau cutané adjacent, lambeau cutané distal, lambeau cutané non anastomotique et amputation. - Effectuer la culture bactérienne18 conformément aux procédures d’inspection clinique standard et consigner les résultats de la culture bactérienne de l’agent pathogène ≥1 comme positifs. Calculez le taux de positivité de l’agent pathogène :
Taux de positivité pour l’agent pathogène = nombre de cas détectés positifs pour l’agent pathogène/nombre total de cas × 100 %.
- Calculez l’indice de résultat principal :
7. Procédures de sécurité
- Dans le cas d’un événement indésirable (toute maladie, nouveaux symptômes, signes ou anomalies de l’examen de laboratoire ou la détérioration des symptômes et signes initiaux survenus au cours de la recherche clinique sur les cellules souches, que l’événement soit lié ou non au médicament de recherche clinique), prendre les mesures nécessaires pour le traitement et le sauvetage.
- Suivre et enquêter sur tous les événements indésirables et le processus de traitement, et enregistrer les résultats en détail jusqu’à ce qu’ils soient correctement résolus ou jusqu’à ce que la condition soit stable. Si un test est anormal et a une signification clinique, suivez-le jusqu’à ce qu’il revienne à la normale.
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Representative Results
À l’heure actuelle, notre recherche est encore en phase de recrutement des patients, et nous avons maintenant complété trois patients dans le groupe de traitement HUCMSC et trois patients dans le groupe témoin avec des pansements ioniques argentés, ce qui donne un total de six patients avec des plaies chroniques du pied diabétique. La taille moyenne de la zone ulcéreuse d’un patient dans le groupe de traitement HUCMSC était de 3,5 cm 2, et elle a été réduite à 2,6 cm 2, 1,8 cm 2 et 1,25 cm 2 les 8e, 15e et 22e jours après le traitement par HUCMSC (Figure 4A-D), respectivement. La taille moyenne de l’ulcère d’un patient du groupe témoin avant le traitement avec le pansement aux ions d’argent était de 1,25 cm2. Les 8e, 15e et 22e jours suivant le traitement par pansement aux ions d’argent (figure 5A-D), la taille moyenne de l’ulcère a été réduite à 0,875 cm2, 0,8 cm2 et 0,75 cm2, respectivement. Les zones ulcéreuses des patients des deux groupes se sont améliorées et il n’y a eu aucune complication telle qu’une infection de la plaie ou des examens de laboratoire anormaux. Les données existantes sur les patients ont été résumées dans le tableau 1.
Figure 4 : Photographies représentatives. (A-D) Groupe de traitement des HUCMSC le jour 1, le jour 8, le jour 15 et le jour 22 après le traitement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
Figure 5 : Photographies représentatives. (A-D) Groupe de traitement conventionnel le jour 1, le jour 8, le jour 15 et le jour 22 après le traitement. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.
| Non. | Sexe | Âge | Groupe | Zone ulcéreuse (cm2) | |||
| (années) | Jour 1 | Jour 8 | Jour 15 | Jour 22 | |||
| 1 | Mâle | 69 | 1 | 3.5 | 2.6 | 1.8 | 1.25 |
| 2 | Femelle | 70 | 1 | 4.5 | 3.25 | 2.5 | 1.75 |
| 3 | Femelle | 69 | 1 | 3.5 | 2.5 | 1.25 | 1 |
| Total | 69.3 | 3.83 | 2.78 | 1.85 | 1.33 | ||
| 4 | Femelle | 73 | 2 | 1.25 | 0.875 | 0.8 | 0.75 |
| 5 | Mâle | 70 | 2 | 5.5 | 4.55 | 4 | 3.5 |
| 6 | Mâle | 67 | 2 | 4 | 3.5 | 3 | 2.75 |
| Total | 70 | 3.58 | 2.98 | 2.60 | 2.33 | ||
| Groupe 1 : Groupe de thérapie par cellules souches | |||||||
| Groupe 2 : Groupe de traitement conventionnel des plaies | |||||||
Tableau 1 : Informations cliniques sur les six patients de l’étude.
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Discussion
Les UFD sont un problème majeur de santé publique mondiale et une cause majeure d’amputations des membres inférieurs et de mauvaise qualité de vie liée à la santé19,20. À l’heure actuelle, la prise en charge clinique est encore dominée par le débridement conventionnel, l’oxygénothérapie hyperbare, le drainage sous vide (VSD) et la prise en charge conservatrice. Les plaies plus grandes nécessitent souvent la transplantation de peau et de lambeaux cutanés. De nombreux patients souffrent de maladies à long terme et répétées qui causent de graves douleurs physiques et mentales et limitent considérablement leur qualité de vie21. Cela signifie qu’il existe un besoin urgent de thérapies plus efficaces pour les DFU.
La thérapie par cellules souches a le potentiel d’être une nouvelle stratégie thérapeutique dans le traitement de nombreuses maladies22. Les cellules souches, cellules germes importantes de la médecine régénérative, sont connues pour leur capacité d’auto-renouvellement, de réparation des tissus endommagés et de différenciation multidirectionnelle23. Les HUCMSC ont été les plus fréquemment étudiés, et ils sont immunologiquement naïfs, moins immunogènes et non tumorigènes24. Ces caractéristiques font des CSHUMC une source idéale de cellules souches. De plus, les HUCMSC peuvent sécréter efficacement plusieurs facteurs de croissance tels que le VEGF, le HGF et le bFGF25, ainsi que les facteurs anti-inflammatoires IL-10, IL-4 et TGF-β26. Ils ont également un excellent potentiel de prolifération et de différenciation pour la réparation tissulaire à la suite d’une blessure27. Ces cellules souches peuvent améliorer considérablement la prolifération et la capacité de migration des fibroblastes cutanés humains, des cellules endothéliales veineuses humaines et des kératinocytes humains. Dans le même temps, les HUCMSC ont l’avantage d’avoir des matériaux pratiques, pas de conflits éthiques et une transplantation sûre28.
Cependant, bien que les expériences sur les animaux et les études précliniques aient des résultats prometteurs, une application pratique des HUCMSC à utiliser en clinique fait toujours défaut. Au fur et à mesure que nos essais cliniques progressent, nous croyons que l’efficacité et l’innocuité des HUCMSC dans le traitement des UGO seront entièrement validées. En outre, cette recherche comblera les lacunes en termes d’application clinique des HUCMSC et pourrait constituer le terrain pour évaluer leur efficacité clinique et leurs effets secondaires.
L’étape critique de cette expérience consiste à injecter une quantité fixe de HUCMSC dans la plaie à un point et à un moment fixes. De plus, un suivi à long terme est nécessaire pour les tests de laboratoire des patients, tels que les tests des indicateurs de glycémie.
Cette recherche est le premier projet de recherche clinique sur la thérapie par cellules souches pour les plaies du pied diabétique en Chine. Les HUCMSC présentent les avantages suivants dans le traitement des plaies du pied diabétique. Comparés à d’autres agents biologiques de cellules souches, les HUCMSC ont une biosécurité plus élevée, une capacité de sécrétion plus forte et un traitement plus efficace des plaies diabétiques. De plus, cette approche est généralisable à d’autres thérapies de cicatrisation.
Cependant, cette étude présente certaines limites. Cette expérience est un essai clinique monocentrique, et le nombre de patients est relativement faible. En outre, la population étudiée est principalement asiatique, de sorte que les résultats ne peuvent pas être entièrement extrapolés à d’autres populations. En outre, le coût élevé pourrait inévitablement limiter l’applicabilité plus large de cette méthode.
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Disclosures
Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts à déclarer.
Acknowledgments
Les auteurs remercient l’hôpital affilié de l’Université médicale de Xuzhou pour sa coopération, y compris le recrutement et le suivi des patients souffrant de blessures au pied diabétique. Les auteurs remercient également les patients qui ont participé à l’enquête sur les besoins des patients lors de la conception de cette étude.
Le(s) auteur(s) annonce(nt) la réception du soutien financier suivant pour la recherche, la paternité et/ou la publication de cet article : Fondation nationale des sciences naturelles de Chine 82172224, Programme d’innovation de recherche et de pratique postdoctorale de la province du Jiangsu (SJCX22-1271) et Commission de l’innovation et de la technologie (Health@InnoHK).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Silver Iin Wound Dressing | Shandong Cheerain Medical Co.,Ltd. | 20152640521 | Sterile silver ion dressing for medical use (Type F) 10 cm x 10 cm |
| Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cells Injection | Shandong Qilu Cell Therapy Engineering Technology Co., Ltd. | 32183185-X | Main components: human umbilical cord mesenchymal stem cells. Pharmacological effect: non-specific immunomodulator can enhance the secretion of growth factor, vasoactive factor and anti-inflammatory factor, improve the anti infection ability of human body, eliminate inflammation, promote angiogenesis and ulcer healing. |
| Sterile mesh film transparent dressing | Smith & Nephew | 20162644490 | Sterile mesh film transparent dressing (used for wound area measurement) 6 cm x 7 cm |
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