Analyse multi-échelle et approche bioinspirée de la reconstruction de la jonction myotendineuse

Multi-scale analysis and bioinspired approach towards the reconstruction of the myotendinous junction

• Auteur / Autrice : Megane Beldjilali-Labro
• Direction : Cécile Legallais, Jean-François Grosset
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biomatériaux et Bio-ingénierie : Unité de Recherche Biomécanique et Bio-ingénierie (UMR-7338)
• Date : Soutenance le 28/09/2020
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 71, Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biomécanique et Bioingéniérie

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse multiéchelle

Stimulation électrique

Cultures cellulaires

Biomatériaux

Génie tissulaire

Cellules souches

Myocytes

Muscles -- Régénération (biologie)

Tendons

Muscles

Mots clés libres

Jonction myotendineuse

Électrofilage

Stimulation mécanique

Cellules musculaires

Myoblastes

Myotendinous junction

Muscles

Electrospinning

Electrical stimulation

Mechanical stimulation

Tissue engineering

Scaffold

Biomedical materials

Tendons

Muscle regeneration

Muscle cells

Myoblasts

Stem cells

Multiscale analysis

C2C12

Résumé

La complexité du système musculo-squelettique réside dans les fonctions de chaque tissu. Il a été démontré que lorsque l’un de ces tissus est déficient cela peut avoir des effets néfastes sur l’ensemble du système. Par conséquent, il est nécessaire de mettre au point un modèle in vitro du système musculo-squelettique, pour étudier chacun de ces tissus ainsi que leur environnement. Ce travail de thèse se porte sur le développement d’un muscle squelettique par ingénierie tissulaire et de la mise au point d’un modèle de co-culture pour étudier la formation de la jonction myotendineuse. Le travail s’est focalisé sur le développement d’un matériau pour la régénération musculaire. Le but est de combiner le feuillet de PCL obtenu par électrofilage avec une topographie de surface que peut apporter l’hydrogel en PEG. Ceci pour créer un environnement qui favorise la prolifération et la fusion des myoblastes (C2C12). Par la suite, nous avons voulu déterminer si l’ajout de stimulation électrique ou mécanique sur nos biomatériaux avait un effet synergique sur les cellules. Les deux stimulations améliorent significativement la différenciation et la maturation des cellules. Pour étudier le développement de la jonction myotendineuse, une co-culture de C2C12 et de BMSC a été mis en place. Les résultats de cette thèse ont donné lieu à 2 articles scientifiques et 1 revue.

The complexity of the musculoskeletal system lies in the individuality of each tissues function. It has been demonstrated that a deficiency in one of these tissues can have negative effects on the whole system. Therefore, the need to build an in vitro relevant model of the musculoskeletal system, allowing the study of each of these tissues in their surrounding environment is a key challenge today. This thesis work is on a 2.5D tissue engineered skeletal muscle and a co-culture platform to study the establishment of the myotendinous junction. The work focuses on the development of a material for muscle tissue regeneration. The idea was to use a combination of an PCL electrospun sheet reinforced by PEG hydrogel micropatterning to create an environment that supports myoblast proliferation and fusion. The potential effect of cyclic stretching or electrical stimulation on the cells construct was investigated. Both stimulations enhance significantly cell differentiation and maturation. To investigate the development of the myotendinous junctions, a co-culture of C2C12 and BMSCs was set up. The results have led to 2 scientific articles and 1 review.