S2RM - Nouvelles matrices pour la régénération tissulaire

par Marie Dubus

Projet de thèse en Médecine - STS

Sous la direction de Halima Kerdjoudj.

Thèses en préparation à Reims , dans le cadre de Ecole Doctorale Sciences, Technologies, Santé , en partenariat avec (BIOS) Biomatériaux et Inflammation en site osseux (laboratoire) depuis le 12-10-2015 .


  • Résumé

    L'ingénierie tissulaire est un domaine pluridisciplinaire qui utilise les principes de l'ingénierie et des sciences de la vie dans le but de développer des substituts biologiques pour restaurer, maintenir ou encore améliorer la fonction d'un tissu. C'est dans ce cadre de régénération des tissus endommagés ou en déficit, que des biomatériaux sont développés comme support cellulaire. Ces matériaux, appelés matrices ou encore scaffolds, peuvent être composés de polymères naturels ou synthétiques et doivent être biodégradables et biocompatibles, c'est-à-dire qu'ils ne doivent pas endommager l'organisme et que l'organisme ne doit pas non plus altérer les propriétés du matériau. Ces matrices possèdent une structure 3D pour mimer la matrice extracellulaire, et leur structure doit aussi permettre la diffusion des nutriments jusqu'aux cellules. Les cellules utilisées sont des cellules souches issues de la gelée de Wharton du cordon ombilical, considéré comme déchet opératoire. Pour que ces cellules se différencient en cellules spécialisées comme les cellules osseuses, il est nécessaire d'utiliser des milieux de différenciation riches en facteurs de croissance. Cependant, il a été montré depuis quelques années que les cellules sont sensibles aux propriétés mécaniques de leur substrat. Ainsi, selon la rigidité et la rugosité de celui-ci, elles pourraient se différencier sans avoir recours à l'utilisation d'un milieu de différenciation. En effet, il semble que le matériau servant de substrat aux cellules influe sur la forme de celles-ci, et par conséquent sur leur orientation phénotypique. L'objectif de la thèse est donc de mettre au point un biomatériau fonctionnalisé « intelligent », injectable et capable de régénérer un tissu osseux. Ce biomatériau aura des propriétés mécaniques permettant aux cellules souches de se différencier sans avoir recours à des facteurs de différenciation.

  • Titre traduit

    Smart Scaffold for regenerative medicine


  • Résumé

    Tissue engineering is a pluridisciplinary field aiming at developing biological substitutes to maintain tissues function. Therefore biomaterials are developed as cell substrates. These scaffolds can be made of natural or synthetic polymers and have to be biodegradable and biocompatible. These scaffolds have a 3D structure in order to mimic the extracellular matrix and to allow nutriments diffusion to the cells. Wharton jelly stem cells are used, as they are viewed as clinical waste. In order to differentiate stem cells, growth factors are often needed. However, it has been recently described that stem cells respond to the mechanical properties of their substrate. That means they should differentiate without growth factors, and only according to mechanical properties such as rigidity and roughness of the substrate. Indeed, it seems that substrates affect cell shape and consequently their phenotypic orientation. The goal of the thesis is to develop a “smart” functionalized biomaterial capable of regenerating bone tissues. This biomaterial will have mechanical properties allowing stem cells to differentiate without growth factors.