Influence des facteurs biochimiques et mécaniques in vitro sur la prolifération cellulaire et la synthèse matricielle de fibroblastes : application en Ingénierie tissulaire

In vitro influence of biochemical and mechanical factors on the cell proliferation and the matrix synthesis of fibroblasts : applications in tissue engineering

• Auteur / Autrice : Shalaw Fawzi-Grancher
• Direction : Sylvaine Muller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Bioingénierie-Biomatériaux
• Date : Soutenance le 03/10/2006
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale BioSE - Biologie, Santé, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'énergétique et de mécanique théorique et appliquée (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Marie Laure Viriot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvaine Muller, Marie Laure Viriot, Daniel Isabey, Pierre Schaaf, Jean François Stoltz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Daniel Isabey, Pierre Schaaf

Mots clés

Mots clés contrôlés

Génie tissulaire

Ligaments

Fibroblastes

Matrice extracellulaire

Cellules -- Prolifération

Mots clés libres

Fibroblastes

Facteurs de croissance

Substrats

Contrainte d’étirement

Prolifération cellulaire

Matrice extracellulaire

Ingénierie tissulaire

Fibroblasts

Growth factors

Substrates

Mechanical stretching

Cell proliferation

Matrix synthesis

Tissue engineering

Résumé

La cicatrisation de ligaments est un processus complexe qui consiste en la prolifération et la migration cellulaire, ainsi que la synthèse de la matrice extracellulaire. Ce phénomène est influencé par des facteurs biochimiques et/ou environnementaux. Les propriétés spécifiques des cellules ligamentaires permettrent de répondre aux facteurs de croissance et aux contraintes mécaniques. Le but de nos travaux a été de définir les conditions de reconstruction in vitro d’un tissu ligamentaire. Nous avons tenu compte d’une part des paramètres biochimiques, d’autre part des paramètres mécaniques afin d’étudier l’ensemble des facteurs agissant sur la synthèse d’un nouveau tissu. Dans un premier temps, nous avons montré l’influence des facteurs de croissance, tels que le PDGF-AB et le TGF-b1 sur la prolifération et sur la synthèse de composants de la matrice extracellulaire (collagènes des types I et III). Il semble que ces deux facteurs de croissance aient une action, mais il n’agissent pas sur le même mode du point de vue temporel et mécanistique. Dans un deuxième temps, nous avons étudié l’effet de la contrainte mécanique spécifique du ligament, l’étirement. Nous avons montré que l’action des contraintes mécaniques est essentielle pour la différentiation des cellules cibles et leur évolution en cellules ligamentaires, en promouvant la synthèse de molécules spécifiques, telles que la ténascine, et les collagènes. Cependant, bien que ces résultats, restent insuffisants pour la reconstruction d’un bio tissu, ils nous ont néanmoins permis de définir les protocoles à suivre pour la suite de ces projets d’ingénierie tissulaire

The process of ligament healing is complex, which consists of the proliferation and the cellular migration, as well as the synthesis of the extra cellular matrix. This process is influenced by the biochemical and/or environmental factors. The specific properties of the ligament cell permit their responses to growth factors and to mechanical stress. The aim of our work was to define the conditions of in vitro reconstruction of ligament tissue. We take into account the biochemical, as well as the mechanical parameters in order to study the factors acting on the synthesis of a new tissue. Firstly, we investigated the influence of the growth factors such as PDGF-AB and TGF-b1 on the cell proliferation and the matrix synthesis (collagens types I and III) respectively. It seems that these two growth factors act on the different mode on the temporal and mechanistic aspects. Secondly, we studied the effect of the specific mechanical stress the stretching on the ligament. It was showed that the action of the mechanical stretching was essential for the differentiation of the target cells and their evolution in the ligament cell, by promoting the synthesis of the specific molecules, such as tenascin, and collagens. Although these results remain insufficient for the reconstruction of neotissue, they allowed us to define the protocols to be followed for the projects of tissue engineering