Développement de nouvelles stratégies thérapeutiques des affections articulaires : évaluation du potentiel thérapeutique des chondrocytes et des cellules souches de moelle osseuse : vers l’industrialisation de cellules médicaments en santé équine

Development of new therapeutic strategies for joint disorders : evaluation of the therapeutic potential of chondrocytes and bone marrow stem cells : towards industrialization of cells-drugs in equine health

• Auteur / Autrice : Thomas Branly
• Direction : Philippe Galéra, Jean-Marie Denoix
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2016
• Etablissement(s) : Caen
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Microenvironnement cellulaire et pathologies (Caen)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Normandie Université (2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Thomas Vilquin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Galéra, Jean-Marie Denoix, Jean-Thomas Vilquin, Frédéric Mallein-Gérin, Franck Carreiras, Magali Demoor
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Thomas Vilquin, Frédéric Mallein-Gérin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chondrogenèse

Études cliniques

Matrice extracellulaire

Arthrose

Cellules stromales mésenchymateuses

Chondrocytes

Cheval

Résumé

Du fait de la faible capacité de réparation intrinsèque de la matrice extracellulaire cartilagineuse par les chondrocytes, les affections locomotrices constituent la première cause de baisse de performances et d’arrêt de la carrière du cheval sportif. Afin de proposer des approches pertinentes pour la réparation du cartilage lésé, les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) de moelle osseuse constituent des candidates prometteuses car elles possèdent un potentiel prolifératif important et peuvent se différencier en chondrocytes. Nous avons isolé ces cellules et nous avons montré que ces dernières possèdent les critères de définition des CSMs en plus de synthétiser un cartilage de type hyalin, riche en collagène de type II, lorsque les cellules sont mises en culture en hypoxie, au sein d’éponges de collagène de type I et en présence de facteurs chondrogéniques tels que la BMP-2 et le TGF-β. Cependant, une forte expression persistante de collagène de type I, marqueur spécifique du fibrocartilage, subsiste. Pour y remédier, des siRNAs ont été transfectés et nous avons pu ainsi diminuer son expression. Des essais in vivo en clinique équine ont par ailleurs été menés, afin de développer un modèle d’arthropathie induite et prouver l’intérêt de l’utilisation de CSMs comme « cellule-médicament ». Nos résultats montrent que leur utilisation sous forme indifférenciée stimule la réparation cartilagineuse. Par ailleurs, des premiers résultats suggèrent que leur utilisation sous forme différenciée mène à une fusion du substitut cartilagineux au cartilage sous-jacent. L’ensemble de ces résultats confirme la pertinence du développement de telles stratégies dans le modèle équin.

Due to the low intrinsic ability to repair cartilage extracellular matrix by chondrocytes, locomotor disorders are the leading cause of loss of performance and termination of the career of racehorses. To provide relevant strategies to repair injured cartilage, mesenchymal stem cells (MSCs) from bone marrow are found to be relevant candidates because they have a large proliferative potential and a chondrocyte differentiation ability. We were able to isolate such cells on all samples obtained, and we showed that they possess the criteria for defining MSCs. In addition, these cells synthesize a hyaline type cartilage rich in type II collagen, when cells are cultured in hypoxia within sponges of type I collagen in the presence of chondrogenic factors such as BMP-2 and TGF-β. However, a persistent high expression of type I collagen, a specific marker of fibrocartilage, remains. To remedy this, siRNAs were transfected and we were able to decrease its expression. In vivo clinical trial in horse have also been performed on a model of induced arthropathy and we demonstrated the value of using MSCs as “cell-drug”. Our results show that in undifferentiated form their use is tolerated by the experimental horses, in addition to stimulating cartilage repair. Moreover, initial results suggest that their use in a differentiated form leads to fusion of the cartilaginous substitute to the underlying cartilage. All these results confirm the relevance of the development of such strategies in the equine model.