title: A biomaterial-assisted mesenchymal stromal cell therapy alleviates colonic radiation-induced damage.
abstract: Healthy tissues surrounding abdomino-pelvic tumours can be impaired by radiotherapy, leading to chronic gastrointestinal complications with substantial mortality. Adipose-derived Mesenchymal Stromal Cells (Ad-MSCs) represent a promising strategy to reduce intestinal lesions. However, systemic administration of Ad-MSCs results in low cell engraftment within the injured tissue. Biomaterials, able to encapsulate and withstand Ad-MSCs, can overcome these limitations. A silanized hydroxypropylmethyl cellulose (Si-HPMC) hydrogel has been designed and characterized for injectable cell delivery using the operative catheter of a colonoscope. We demonstrated that hydrogel loaded-Ad-MSCs were viable, able to secrete trophic factors and responsive to the inflammatory environment. In a rat model of radiation-induced severe colonic damage, Ad-MSC + Si-HPMC improve colonic epithelial structure and hyperpermeability compared with Ad-MSCs injected intravenously or locally. This therapeutic benefit is associated with greater engraftment of Si-HPMC-embedded Ad-MSCs in the irradiated colonic mucosa. Moreover, macrophage infiltration near the injection site was less pronounced when Ad-MSCs were embedded in the hydrogel. Si-HPMC induces modulation of chemoattractant secretion by Ad-MSCs that could contribute to the decrease in macrophage infiltrate. Si-HPMC is suitable for cell delivery by colonoscopy and induces protection of Ad-MSCs in the tissue potentiating their therapeutic effect and could be proposed to patients suffering from colon diseases.
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France; INSERM, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, UMRS 791, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Université de Nantes, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France.
authors.forename: Lara
authors.initials: L
authors.lastname: Moussa
authors.affiliation: INSERM, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, UMRS 791, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Université de Nantes, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France.
authors.forename: Girish
authors.initials: G
authors.lastname: Pattappa
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Bastien
authors.initials: B
authors.lastname: Doix
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Sarra-Louiza
authors.initials: SL
authors.lastname: Benselama
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Christelle
authors.initials: C
authors.lastname: Demarquay
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Marc
authors.initials: M
authors.lastname: Benderitter
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Alexandra
authors.initials: A
authors.lastname: Sémont
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France.
authors.forename: Radia
authors.initials: R
authors.lastname: Tamarat
authors.affiliation: INSERM, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, UMRS 791, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Université de Nantes, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Centre Hospitalier Universitaire de Nantes, Pôle Hospitalo-Universitaire 4 (OTONN), 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France.
authors.forename: Jérôme
authors.initials: J
authors.lastname: Guicheux
authors.affiliation: INSERM, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, UMRS 791, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Université de Nantes, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Centre Hospitalier Universitaire de Nantes, Pôle Hospitalo-Universitaire 4 (OTONN), 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France.
authors.forename: Pierre
authors.initials: P
authors.lastname: Weiss
authors.affiliation: INSERM, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, UMRS 791, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Université de Nantes, Laboratoire d'Ingénierie Ostéo-Articulaire et Dentaire (LIOAD), Faculté de Chirurgie Dentaire, 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France; Centre Hospitalier Universitaire de Nantes, Pôle Hospitalo-Universitaire 4 (OTONN), 1 Place Alexis Ricordeau, 44042 Nantes, France.
authors.forename: Gildas
authors.initials: G
authors.lastname: Réthoré
authors.affiliation: IRSN, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, Laboratoire de Recherche en Régénération des tissus sains Irradiés (LR2I), 31 Avenue de la Division Leclerc, 92262 Fontenay-aux-Roses, France. Electronic address: noelle.mathieu@irsn.fr.
authors.forename: Noëlle
authors.initials: N
authors.lastname: Mathieu
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keywords: Colonic permeability; Colorectal irradiation; Hydrogel; Injection through colonoscopy; Mesenchymal stromal cells; Regenerative medicine