Biomimétique et bioingéniérie : investigation de patch de Chitosan micro-désigné pour le traitement global du remodelage cardiaque

Biomimicry & biomaterial engineering : investigation of natural templates chitosan scaffolds for cardiomyoplasty

• Auteur / Autrice : Philippe Bouaziz
• Direction : Yong Chen, Onnik Agbulut
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Frontières du vivant
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Structures d'échafaudage tissulaires

Modèles animaux de maladie humaine

Cellules souches

Remodelage ventriculaire

Cardiomyopathies

Résumé

La cardiomyopathie représente un problème de santé publique. Malgré les progrès accomplis dans son traitement, le pronostic demeure sévère, justifiant la recherche permanente d'options thérapeutiques nouvelles. La thérapie cellulaire vise en premier lieu la régénération de zones myocardiques nécrosées. En effet, de nombreuses études effectuées sur des modèles animaux ont démontré qufune greffe cardiaque de cellules souches adultes peut améliorer la fonction ventriculaire mais malheureusement ne permet pas de générer de nouveaux éléments contractiles capables de se connecter au réseau de cellules cardiaques de l'hôte. Toutefois, des données récentes ont montré que l'implantation de patches cardiaques permet de remodeler positivement les ventricules étape nécessaire à une bonne régénération cardiaque. Dans ce contexte, notre objectif principal est la mise au point de sac de cellules souches micro désigné adaptées au traitement global du remodelage cardiaque. Mise en place en collaboration avec l'école normal supérieur des arts décoratifs ces sacs ont était fabriqués à partir d'un matériau le Chitosan remodelé par de nouvelles méthodes de moulage afin de présenter des structurations naturel d'une part en nid d'abeilles que nous espérons va permettre la répartition uniforme des cellules souches et d'autre part, en réplication cardiaque obtenue en moulant directement des cœurs de moutons decellularisés. La fonctionnalité de cette approche à était évaluée par transplantation dans un modèle de souris optimisé dans notre laboratoire. La réalisation de ce projet constitue une des étapes précliniques indispensables avant l'application chez l'homme de ces approches thérapeutiques.

Biomimicry is an applied science exploring the potentiel of natural material design, process and System to create tools for therapy. Our research investigated new insights in cardiac scaffold fabrication and design for heart global remodeling treatment using principles from the field of biomimicry. The concept of biomimicry has been developed in many different fields before being used in the present work. The specific aims of this thesis were focused on these two key strategies by applying: (1) biomimetic fabrication to build a honeycomb template scaffold in order to increase the adhesivity of non designed chitosan scaffold to the fibrotic heart;(2) Natural template replication, by imprinting the topographic features of the heart pericardium to create a whole organ template scaffold using decellularize hearts as molds for proper cardiac remodeling treatment. Both approaches allowed us to create chitosan scaffolds with well-defined shape, thickness and surface morphology, Finally, we analysed the potential of these scaffolds as possible cell based products. For that we inseminated the scaffolds with fibroblasts and myoblasts and examinated cell viability, morphology and adhesivness. In addition, we examinated tissue integration potential using biocompatibility assay; for that both scaffolds were transplanted ectopicaily in mice back muscle. Histocompatibility staining, inflammation assays and matrix degradability were analyzed in both cases.