Décryptage des signalisations moléculaires contrôlant la différenciation des chondrocytes : retombées pour l'ingénierie tissulaire du cartilage

Deciphering the molecular signals that control differentiation of chondrocytes : implications for tissue engineering of cartilage

• Auteur / Autrice : David Ollitrault
• Direction : Frédéric Mallein-Gérin, Philippe Galéra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Caen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biomatériaux

Différenciation cellulaire

Thérapeutique cellulaire

Génie tissulaire

Arthrose

Chondrogenèse

Cartilage

Cellules stromales mésenchymateuses

Résumé

Le cartilage articulaire est un tissu conjonctif contenant une faible proportion de cellules, les chondrocytes. Ils synthétisent une matrice extracellulaire riche en collagène et en protéoglycannes dont le collagène de type II et l’agrécane constituent les deux marqueurs phénotypiques majeurs du cartilage. Lors de l’arthrose les constituants de la matrice sont progressivement détruits par de nombreuses protéases. L’objectif de cette étude fut d’obtenir, in vitro, un néo-cartilage hyalin fonctionnelle. Dans les deux premières parties de ce travail, nous avons démontré que nos conditions de culture favorisaient la redifférenciation des chondrocytes articulaires humains. De la même façon, la troisième partie de ce travail s’est penchée sur l’induction du phénotype chondrocytaire in vitro. Nous avons ainsi pu différencier des cellules souches mésenchymateuses en chondrocytes différenciés. Enfin, nous avons consacré la dernière partie de ce travail à la recherche de nouveaux marqueurs et/ou cibles thérapeutiques du cartilage articulaire. Nous avons ainsi mis en évidence pour la première fois chez l’Homme, un nouveau marqueur spécifique de l’état différencié des chondrocytes, un petit protéoglycane transmembranaire nommé Snorc. De plus, la chondrogenèse diminue l’expression des messagers de ZNF219, un facteur de transcription en doigts à zinc. Celui-ci pourrait se comporter comme un régulateur négatif de la différenciation des CSMs en chondrocyte. Cette étude, via différentes approches innovantes, décrit l’obtention de chondrocytes autologues différenciés in vitro et nourrit de gros espoirs quant à l’émergence d’une thérapie cellulaire du cartilage fonctionnelle chez l’Homme.

Articular cartilage is a conjonctive tissue which contains a small proportion of cells, the chondrocytes. They synthezise an extracellular matrix rich in collagen and proteoglycan whose type II collagen and aggrecan are the main phenotypic markers. During the osteoarthritis process, matrix components are progressively degraded by proteases. The aim of the study was to obtain in vitro, a functionnal hyaline neo-cartilage. In the first two parts of this work, we have demonstrated that our culture conditions induce the redifferentiation of human articular chondrocytes. In the same way, the third part of this work examined induction of the chondrocyte phenotype in vitro. We have thus differentiated mesenchymal stem cells into differentiated chondrocytes. Finally, we have devoted the last part of our work to search new markers and/or therapeutical targets of articular cartilage. We have thus demonstrated for the first time in Human, a new specific marker of the differentiated state of chondrocytes, a small transmembrane proteoglycann named Snorc. Moreover, chondrogenesis decreased mRNA expression of ZNF219, a zinc finger transcription factor. It could act as a negative repressor of the differentiation of mesenchymal stem cells into chondrocytes. This study, through different approaches, discribed how to obtain autologous differentiated chondrocytes in vitro, and gives new hopes about the emergence of a functionnal cellular therapy of cartilage in Human.