Date de publication: 20/09/2003
Dernière modification: 14/12/2010

Mise au point des thérapies cellulaires pour les troubles fonctionnels urologiques (insuffisance sphinctérienne et troubles de l'érection)

Docteur René Yiou Maître de Conférence Universitaire, Praticien Hospitalier

Premier essai clinique pour la dysfonction érectile après prostatectomie radicale voir aussi: Clinical trial Premier essai clinique pour le traitement de l'incontinence urinaire par implantation directe de cellules precurseurs musculaires

ESSAI CLINIQUE INSTIN ( INtracavernous STem-cell INjection)
ClinicalTrials.gov Identifier:  NCT01089387
http://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01089387?term=yiou&rank=2
Résumé
La dysfonction érectile (DE) est une séquelle constante après ablation chirurgicale de la prostate pour cancer (prostatectomie radicale, PR). Elle est due à une lésion des pédicules nerveux végétatifs et/ou vasculaires péniens qui longent les faces latérales de la prostate avant d’atteindre les formations érectiles péniennes (corps caverneux, CC). La physiopathologie de la DE après PR est complexe. Elle implique une diminution de la concentration intra-caverneuse du principal médiateur de l’érection, le monoxyde d’azote (NO), d’origine neuronale et vasculaire. Par ailleurs, des études chez l’animal ont montré que la section des nerfs végétatifs péniens entraîne une apoptose des cellules musculaires lisses, endothéliales et des cellules du tissu conjonctif de soutien des CC (Fall et al. Europ Urol 2008). La perte de cellules musculaires lisses et conjonctives peut entraîner une incapacité à retenir le sang dans les CC lors d’une érection artificiellement provoquée; ceci se manifeste par une fuite veineuse pénienne détectable en écho-doppler. Enfin, la section des pédicules artériels péniens et la disparition des érections physiologiques peuvent aboutir à des lésions d’ischémie chronique avec fibrose des CC qui accentuent encore les fuites veineuses. Cette cascade d’événement cellulaire explique la rétraction du pénis dont se plaignent la plupart des patients après PR.
Le traitement de référence de la DE après PR non conservatrice des bandelettes neurovasculaires reste l’injection intra-caverneuse de substances vasodilatatrices (prostaglandine E1) que les patients s’auto-administrent. Les traitements per os (Ex : Sildénafil) sont en général peu efficaces si les bandelettes vasculo-nerveuses ont été endommagées. En cas de fuite veineuse ou d’insuffisance artérielle avérée, les injections intra-caverneuses sont généralement inefficaces. L’utilisation de pompe à vide (vacuum) avec anneau pénien compressif bloquant le retour veineux peut être proposée mais le taux d’abandon reste élevé car ce dispositif génère rapidement une lassitude. L’implantation d’une prothèse pénienne est alors le dernier recours. Ces traitements lourds entraînent un bouleversement de la vie de couple qui peut aboutir à un abandon de la vie sexuelle. Bien que l’utilisation régulière de traitements érectogènes puisse favoriser la réapparition d’érections naturelles, le taux réel de retour à une activité sexuelle pré-opératoire reste inférieur à 10% en cas d’anomalie vasculaire (insuffisance artérielle et/ou fuite veineuse) après PR non conservatrice.
La moelle osseuse continent plusieurs types de cellules souches ayant un potentiel thérapeutique dans le cadre de la DE post PR: il s’agit des cellules souches mésenchymateuses, des cellules souches hématopoïétiques et des cellules progénitrices endothéliales. Chacune de ces populations cellulaires a montré une capacité naturelle à se différencier en cellules endothéliales, musculaires lisses et conjonctives qui font justement défaut dans les corps caverneux après PR. Par ailleurs, il a été démontré dans d’autres contextes cliniques que ces trois populations cellulaires ont un effet trophique sur le système nerveux et vasculaire. L’ensemble des cellules souches médullaires peut être isolé à partir d’une ponction de moelle osseuse et gradient de Ficoll sous la forme d’une suspension de cellules nommées cellules médullaires mononuclées (CMM). L’injection de CMM pourrait donc trouver une indication dans la DE post-PR en réparant les lésions cellulaires à l’origine du trouble.
Nous avons montré à l’aide d’un modèle de DE post-PR chez le rat que l’injection de CMM entraîne (Fall et al. Europ Urol 2008): 1) une réduction significative du nombre de cellules en apoptose dans le pénis (cellules musculaires lisses, endothéliales et du tissu conjonctif) ; 2) une augmentation précoce des trois isoformes de la NOS pénienne (endothéliale, neuronale et intermédiaire) ; 3) une récupération de la fonction érectile.
Par ailleurs, nous avons effectué une étude préclinique chez le cochon pour évaluer la tolérance d’injections itératives de fortes doses de CMM humaines (doses injectées deux fois supérieures à la dose maximale prévue dans l’essai clinique) et vérifier la persistance des CMM (préalablement marquées au CFSE) au site d’injection. Nous avons montré chez 4 cochons la persistance de CMM CFSE+ et CD45+ (spécifique de cellules humaines) dans le pénis et l’absence diffusion des CMM dans les voies de drainage veineuses et lymphatiques du pénis ainsi que dans la prostate. Par ailleurs, nous n’avons noté aucune formation de thrombose ou de priapisme plusieurs semaines après l’injection. 
L’objectif de cet essai clinique de phase I-II est de tester la faisabilité et la tolérance de l’injection de CMM dans les CC pour le traitement de la DE après PR avec étude de titration.
Nous avons prévu d’inclure des patients présentant une DE post-PR en rapport avec une anomalie vasculaire (insuffisance artérielle et/ou veineuse). Trente et un patients ayant été opérés d’une PR avec lésion des pédicules neuro-vasculaires péniens seront inclus. Les principaux critères d’inclusion sont : une tumeur localisée à la prostate, une fuite veineuse et/ou une insuffisance artérielle (écho-doppler pénien), une insuffisance érectile ne réagissant pas aux traitements usuels (score IIEF-EF<10) et une fonction érectile préopératoire normale. Les CMM seront obtenues à partir d’une ponction de crête iliaque et injectées dans les CC au bloc opératoire le même jour (absence de phase de culture cellulaire). Quatre concentrations cellulaires seront testées par paliers successifs. Deux anesthésies seront réalisées pour le prélèvement et l’injection. Chaque patient ne recevra qu’une seule injection de CMM.
 Le critère d’évaluation principal est la tolérance, évaluée sur l’apparition d’effets indésirables.
Les critères d’évaluation secondaires concernent l’efficacité du traitement évaluée par des auto-questionnaires validés (critères subjectifs), les mensurations du pénis (protection contre la rétraction du pénis post-PR) et les paramètres de l’examen écho-doppler pénien (critères objectifs). L’évaluation des critères secondaires et la logistique de l’essai seront assurées par le CIC de biothérapie du CHU Henri Mondor.

Cette stratégie thérapeutique pourrait constituer la première approche à visée curatrice de la DE post PR. En cas d’amélioration clinique, les indications pourraient s’élargir aux autres formes de DE organique comme celles du patient diabétique ou présentant une arthériopathie diffuse.

CRITERES D’INCLUSION
1.         Hommes de 45 ans à 70 ans ayant une prostatectomie radicale avec lésion des pédicules neuro-vasculaires péniens datant d’au moins 6 mois et moins de 3 ans.
2.         Cancer peu agressif et localisé à la prostate (analyse anatomo-pathologique de la pièce opératoire, bilan pré-opératoire): score anatomo-pathologique de Gleason ≤ 7, absence de franchissement de la capsule prostatique, absence d’envahissement ganglionnaire. PSA pré-opératoire < 10 ng/ml. Pas de localisation osseuse métastatique sur le bilan d’extension pré-opératoire (scintigraphie osseuse). PSA post-opératoire indétectable.
3.         Fonction érectile pré-opératoire normale.
4.         Insuffisance artérielle et/ou fuite veineuse  constatée à l’écho doppler pénien (voir critères d’évaluation).
5.         Echec des traitements usuels (IPDE-5, injections intracaverneuses, vacuum).
CRITERES DE NON INCLUSION
•           Critères d’inclusion non remplis.
•           Incapacité à répondre aux questionnaires validés.
•           Autre cause possible de dysfonction érectile organique associée apparus depuis la prostatectomie radicale (diabète, maladie neurologique, artériopathie).
•           Malade sous anticoagulant ou présentant une hémopathie.
•           Infection urinaire non traitée.

La régénération des muscles striés et du sphincter strié de l'urètre et mise au point de la thérapie cellulaire de l'incontinence urinaire

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Rappels sur la régénération des muscles striés squelettiques

Cellules musculaires striées: fibres multinuclées

La régénération des muscles striés squelettiques se fait à partir des cellules satellites présentes autour des fibres musculaires.

En cas de destruction musculaire, ces cellules sont activées (expression de desmin, MyoD, Myf5), prolifèrent, se différencient et fusionnent pour former de nouvelles fibres musculaires.

Introduction

Il est classiquement admis que les cellules satellites et les fibres musculaires squelettiques dérivent des somites

Le sphincter strié urétral présente des particularités embryologiques :

Développement indépendant des somites: trans-différenciation des cellules musculaires lisses urétrales (mesoderme sphlanchnique).

Développement tardif, post-natal chez le rat.

Mise en évidence de cellules satellites sphinctériennes de souris sur culture de fibres isolées

Etude de la régénération sphinctérienne in vivo après injection d’une substance myotoxique: mise en évidence de l’expression de gènes de différenciation myogéniques standards

Modèle de lésion sphinctérienne urétrale définitive par électrocoagulation unilatérale chez le rat

Marquage de cellules satellites issues de
muscles de la patte: Infection par un adénovirus porteur du gène de la bêta-galactosidase

LacZ

L’injection de cellules satellites issues de
muscles périphériques et porteuses du gène de la ß-galactosidase dans un sphincter détruit aboutit á la formation de nouvelles fibres musculaires

J 5 post-injection

J 30 post-injection

Les fibres musculaires nouvellement formées possèdent des récepteurs a l’acétylcholine et ont stimulé leur propre innervation

Triple marquage après injection de cellules satellites porteuses du gène de la ß-galactosidase dans un sphincter lésé montrant que les fibres nouvellement formées sont innervées et fonctionnelles (repérage des cellules injectées (Xgal, bleue), marquage neuronal (Neurofilament) et des plaques motrices (AchR))

Conclusions

Le sphincter strié urétral régénère selon un processus myogénique standard malgré une origine embryologique non somitique

Des cellules satellites issues de muscles périphériques peuvent faire régénérer un sphincter irréversiblement détruit

La thérapie cellulaire par greffe de cellules satellites est un traitement prometteur de l’insuffisance sphinctérienne