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Optimisation de microporteurs pour l'amplification de cellules souches mésenchymateuses et étude des propriétés ostéogéniques de nouveaux biomatériaux bactéricides

Authors
  • Le clainche, Tristan
Publication Date
Sep 17, 2020
Source
HAL-INRIA
Keywords
Language
French
License
Unknown
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Abstract

Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont largement utilisées en thérapie cellulaire et en ingénierie tissulaire. Leur intérêt est lié à leur activité paracrine ainsi qu'à leur capacité de différenciation. Les CSM sont des cellules rares qui ont besoin d’être amplifiées à grande échelle pour une utilisation clinique. Comme ce sont des cellules adhérentes, elles peuvent être amplifiées en bioréacteurs via l'utilisation de microporteurs. Afin d’améliorer qualitativement et quantitativement la production de CSM, il est nécessaire d’adapter les différents paramètres de culture. En collaboration avec la société Carroucell, nous avons étudié le comportement de CSM issues de tissu adipeux (ASC) lors de leur culture sur des microporteurs de silice originaux, ayant une forme discoïdale. En comparaison avec des microporteurs sphériques commerciaux, les microporteurs disques permettent une culture plus homogène, limitent la mort cellulaire liée à l’agrégation et favorisent l’étape de décollement. En spinner flasks, des rendements intéressants ont été obtenus et les cellules récupérées ont conservé une très bonne viabilité, l’expression de leur marqueurs spécifiques ainsi que leur capacité de différenciation. Le potentiel thérapeutique des CSM est lié à leur activité paracrine. Ces dernières années, les vésicules extracellulaires (EV) issues de CSM ont donc été largement étudiées au niveau préclinique. À l’image des CSM, la production d’EV nécessite d’être améliorée au niveau quantitatif pour une utilisation clinique. Au cours de cette thèse, l’intérêt d’une culture sur microporteurs dans la production d’EV par les ASC a été étudié. En comparaison avec une culture 2D, la quantité d’EV produite est près de deux fois supérieure. Les préparations sont composées majoritairement d’exosomes. Néanmoins, une optimisation des conditions de culture et d’isolement des EV sera nécessaire à l’amélioration des rendements et de la pureté des échantillons obtenus.Associés au cellules souches, les biomatériaux ont démontré un potentiel thérapeutique intéressant pour le traitement de nombreuses pathologies. Dans le cas de la reconstruction osseuse, les échecs de traitements sont principalement liés aux infections bactériennes. Afin de limiter l’utilisation d’antibiotiques, de nouveaux biomatériaux possédant des propriétés bactéricides et ostéogéniques doivent être développés. En collaboration avec l’équipe d’Elena Ivanova (RMIT, Melbourne, Australie), le comportement d’ASC sur des biomatériaux de titane rendus antibactériens grâce à une topographie nanostructurée a été étudié. Ces matériaux nanostructurés permettent l’adhérence des ASC, tout en modifiant la morphologie des cellules et la formation d’adhérences focales. De plus, les supports nanostructurés permettent la prolifération des cellules, ne sont pas toxiques et les ASC conservent leurs propriétés multipotentes. Enfin, lors de cultures prolongées, ces biomatériaux ont démontré des effets ostéoinducteurs. Ces biomatériaux de titane nanostructurés sont donc prometteurs pour une future application en tant qu'implants pour la régénération osseuse.

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