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Thermoresponsive Gel Embedded with Adipose Stem-Cell-Derived Extracellular Vesicles Promotes Esophageal Fistula Healing in a Thermo-Actuated Delivery Strategy

Authors :
Shony Lemieux
Silvana Perretta
Florent Carn
Laetitia Pidial
Bernard Dallemagne
Claire Wilhelm
Damien Alloyeau
Véronique Lindner
Guillaume Perrod
Imane Boucenna
Gabriel Rahmi
Philippe Menasché
Christophe Cellier
Florence Gazeau
Olivier Clément
Amanda K. A. Silva
Universidade Federal Fluminense [Rio de Janeiro] (UFF)
L'Institut hospitalo-universitaire de Strasbourg (IHU Strasbourg)
Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-l'Institut de Recherche contre les Cancers de l'Appareil Digestif (IRCAD)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-La Fédération des Crédits Mutuels Centre Est (FCMCE)-L'Association pour la Recherche contre le Cancer (ARC)-La société Karl STORZ
Service de pathologie
Centre Hospitalier Emile Muller [Mulhouse] (CH E.Muller Mulhouse)
Groupe Hospitalier de Territoire Haute Alsace (GHTHA)-Groupe Hospitalier de Territoire Haute Alsace (GHTHA)
Matière et Systèmes Complexes (MSC (UMR_7057))
Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques (MPQ (UMR_7162))
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)
Therapie Cellulaire en Pathologie Cardio-Vasculaire (UMR_S 633)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)
Interactions de l'épithelium intestinal et du système immunitaire (UMR_S 793)
Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Nutrition, Aquaculture et Génomique (NUAGE)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Hôpital Européen Georges Pompidou [APHP] (HEGP)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)
Paris-Centre de Recherche Cardiovasculaire (PARCC - UMR-S U970)
Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (AP-HP)-Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Matière et Systèmes Complexes (MSC)
Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
Hôpitaux Universitaires Paris Ouest - Hôpitaux Universitaires Île de France Ouest (HUPO)-Assistance publique - Hôpitaux de Paris (AP-HP) (APHP)
Source :
ACS Nano, ACS Nano, American Chemical Society, 2018, 12 (10), pp.9800-9814. ⟨10.1021/acsnano.8b00117⟩, ACS Nano, 2018, 12 (10), pp.9800-9814. ⟨10.1021/acsnano.8b00117⟩
Publication Year :
2018

Abstract

Extracellular vesicles (EVs) are increasingly envisioned as the next generation of biological pro-regenerative nanotherapeutic agents, as has already been demonstrated for heart, kidney, liver, and brain tissues; lung injury repair; and skin regeneration. Herein, we explore another potential EV therapeutic application, fistula healing, together with a local minimally invasive delivery strategy. Allogenic extracellular vesicles (EVs) from adipose tissue-derived stromal cells (ASCs) are administered in a porcine fistula model through a thermoresponsive Pluronic F-127 (PF-127) gel, injected locally at 4 °C and gelling at body temperature to retain EVs in the entire fistula tract. Complete fistula healing is reported to be 100% for the gel plus EVs group, 67% for the gel group, and 0% for the control, supporting the therapeutic use of Pluronic F-127 gel alone or combined with EVs. However, only the combination of gel and EVs results in a statistically significant (i) reduction of fibrosis, (ii) decline of inflammatory response, (iii) decrease in the density of myofibroblasts, and (iv) increase of angiogenesis. Overall, we demonstrate that ASC-EV delivery into a PF-127 gel represents a successful local minimally invasive strategy to induce a therapeutic effect in a swine fistula model. Our study presents prospects for EV administration strategies and for the management of post-operative fistulas.

Details

ISSN :
1936086X and 19360851
Volume :
12
Issue :
10
Database :
OpenAIRE
Journal :
ACS nano
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ac8edf7951dd7a8e5bc23ac5a5484b68