Etude du comportement des fibroblastes et des kératinocytes sur membranes de polysulfone dans la perspective d'applications à la réparation cutanée

par Joan Attia

Thèse de doctorat en Biomolécules, pharmacologie, thérapeutique

Sous la direction de Jean-Pierre Pujol.

Soutenue en 2009

à Caen .


  • Résumé

    La cicatrisation normale tend à restaurer l'intégrité du tissu lésé par un équilibre délicat entre dépôt de matrice extracellulaire et remodelage tissulaire, contrôlé par une cascade d'évènements cellulaires et moléculaires parfaitement orchestrés. Dans les conditions pathologiques, cet équilibre est rompu et conduit à un retard de cicatrisation, ou au contraire, à une cicatrisation excessive. Dans ces deux situations pathologiques, la structure et les fonctions de la peau sont altérées et les plaies doivent être traitées de manière à restaurer l'équilibre des processus cicatriciels. Dans ce contexte, nous avons entrepris d'adapter un support synthétique en polysulfone (PSU) recouvert ou non de glycosaminoglycannes (GAGs), à la culture des fibroblastes dermiques et des kératinocytes, dans le but de les utiliser à des fins thérapeutiques contre les cicatrisations pathologiques. La première partie de ce travail a consisté à étudier le comportement des fibroblastes dermiques en observant plus précisément la synthèse et le remodelage matriciels. Ainsi nous avons démontré d'une part, que les membranes PSU et PSU recouvertes d'acide hyaluronique (AH) stimulaient la synthèse des collagènes de type I et de type III par les fibroblastes dermiques et d'autre part, qu'elles modifiaient l'expression et l'activité des métalloprotéases (pro-MMP1, MMP3 et MMP2). Dans la deuxième partie de ce travail, nous avons regroupé deux acteurs essentiels à la cicatrisation: les fibroblastes dermiques et les kératinocytes. Pour ce faire, nous avons développé un modèle de co-culture fibroblastes dermiques/kératinocytes sur ces mêmes membranes. Au cours de l'étude, nous avons démontré que les membranes PSU inhibaient la synthèse des collagènes de type I et de type III alors qu'elles stimulaient celle de la kératine 17 dans les modèles de co-culture fibroblastes dermiques/kératinocytes. Cependant l'addition d'AH sur les membranes PSU restimule la synthèse matricielle des fibroblastes dermiques lorsqu'ils sont en co-culture avec les kératinocytes. De plus, les membranes PSU stimulent la synthèse de la pro-MMP1, de la MMP3 et de la MMP2 alors que les membranes recouvertes d'AH inhibent la MMP2 dans les modèles de co-culture. Pour finir, nous avons initié une étude sur l'expression du TGF-β1 et TGF-β3 dans ces mêmes cultures sur membranes PSU et PSU recouvertes d'AH. Nos résultats ont montré que la co-culture sur membranes PSU diminue la transcription du TGF-β1, alors qu'elle augmente celle du TGF-β3. L'addition d'AH sur ces membranes accentue ces effets. Ainsi, nos résultats nous laissent penser que ces membranes, stimulateurs des facteurs impliqués dans la cicatrisation fœtale, pourraient avoir des effets bénéfiques dans le processus de cicatrisation des plaies.

  • Titre traduit

    Behavior of fibroblasts and keratinocytes on polysulfone membranes in view of potential applications to skin repair


  • Résumé

    Normal healing tends to restore the integrity of injured tissues through a precise balance between deposition of extracellular matrix and tissue remodeling, controlled by a well-regulated cascade of cellular and molecular events. In pathologic situations, this balance is disturbed, leading either to delayed or excessive healing. In both situations, the structure and functions of the skin are altered and the wounds must be treated to restore the balance of healing mechanisms. We have investigated the properties of polysulfone (PSU) membranes, coated or not with glycosaminoglycans (GAGs), as culture support for dermal fibroblasts and ketatinocytes, in order to use them in therapeutic approaches against pathologic healing. In a first part, we studied the metabolism of fibroblasts, focusing on matrix synthesis and remodeling. We found that PSU membranes coated or not with hyaluronan (HA) upregulate the expression of types I and III collagens and modulate the synthesis and activity of metalloproteinases (pro-MMP1, MMP3 et MMP2). In a second part, we have associated dermal fibroblastes and keratinocytes as two main actors of wound healing. These cells were co-cultured on the same membranes. We demonstrated that the PSU membranes induced downregulation of types I and III collagens whereas they enhanced the expression of cytokeratin 17. However, addition of HA on the membranes stimulated matrix synthesis by dermal fibroblasts when they are co-cultured with keratinocytes. Furthermore, the PSU membranes enhanced the synthesis of pro-MMP1, MMP3 and MMP2, whereas the HA-coated membranes inhibit the expression of MMP2. Finally, we have initiated a study on the expression of TGF-ß1 and TGF-ß3 on the same membranes. Our results show that the co-culture on PSU membranes reduces TGF-ß1 mRNA levels whereas it increases those of TGF-ß3. AH coating further enhances these effects. All together, these data strongly suggest that PSU membranes are capable of stimulating the expression of several genes which are crucial for the scarless fetal wound healing. Therefore, they might be of great value in the clinical treatment of skin repair.

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  • Détails : 1 vol. (154 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 130-151

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  • Cote : TCAS-2009-1
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