Ingénierie de micro-tissus osseux in vitro

par Valia Khodr

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Catherine Picart.


  • Résumé

    Face aux besoins de réparation des os dans le cas des divers traumas (accidents, blessures sportives, vieillissement, etc…), les protéines morphogénétiques osseuses peuvent être utilisée afin d'accroitre la réponse biologique, en induisant le recrutement spécifique des cellules souches et la régénération osseuse. Cependant, leur rôle est encore peu compris, en particulier en termes de la relation entre la réponse cellulaire mécanique et la différenciation des os, durant un processus appelé mécano-transduction. Dans ce contexte, notre groupe est intéressé par les revêtements de surface bioactive qui sont capables de délivrés localement des protéines aux cellules d'une façon contrôlée, et donc permettent l'étude des processus cellulaires au niveau de la cellule seule. Nous avons récemment mis au point des biomatériaux de rigidité contrôlée, élaborés par auto-assemblage de biopolymères au moyen de la méthode couche-par-couche, et qui présentent diverses perspectives pour les thérapies par les cellules souches et ingénierie des tissus osseux. Dans le cadre de cette thèse sur l'ingénierie de micro-tissus osseux in vitro, il s'agit d'employer un biomatériau de rigidité contrôlée et bioactive pour comprendre les mécanismes de formation des tissus osseux, et comment le processus de mécano-transduction est initié par des protéines morphogénétiques osseuses. Ce processus peut être donc interpréter la formation des os in vivo.

  • Titre traduit

    Bioengineering of micro-bones in vitro


  • Résumé

    In view of the increased need to repair bones due to various traumas (accidents, sport injuries, aging), bioactive proteins of the bone morphogenetic proteins family are being used in clinics to repair bones in order to boost stem cells and trigger their differentiation to bone cells. However, their role is still poorly understood in particular, it is not known how the mechanical cell response is related to bone differentiation, a process called mechano-transduction. Our team is interested in bioactive surface coatings which enable to locally deliver proteins to cells in a controlled manner and to study cellular processes at the single cell level. We have also recently established a new method to deposit thin biomimetic films at high throughput, which opens perspectives for stem cell therapies and bone tissue engineering. This PhD thesis aims to engineer micro-bones in vitro using a biomaterial of controlled stiffness and bioactive, and to understand what are the underlying mechanisms of bone formation. We will study how the process of mechano-transduction is initiated by the bone morphogenetic proteins. This process may be translated to bone formation in vivo.