Thèse soutenue

évaluation d'un échafaudage d'hydrogel polymérisant in situ en tant que système d'administration cérébrale pour les traitements de la maladie de Parkinson
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Auteur / Autrice : Francesco Gubinelli
Direction : Emmanuel Brouillet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la vie et de la santé
Date : Soutenance le 10/12/2019
Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Signalisations et réseaux intégratifs en biologie (Le Kremlin-Bicêtre, Val-de-Marne ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des maladies neurodégénératives : mécanismes, thérapies, imagerie (Fontenay-aux-Roses, Hauts-de-Seine)
établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Michaël Schumacher
Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Brouillet, Afsaneh Gaillar, Eilis Dowd, Stéphane Palfi, David Blum
Rapporteurs / Rapporteuses : Afsaneh Gaillar, Eilis Dowd

Mots clés

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Résumé

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La maladie de Parkinson (MP) est la deuxième maladie neurodégénérative la plus répandue. Elle touche 0,3% de la population en général, avec un taux croissant de 1 à 2% chez les personnes de plus de 65 ans. À l’heure actuelle, le seul traitement pharmacologique disponible (L-Dopa) consiste à réduire la sévérité des symptômes moteurs. Plusieurs approches expérimentales sont actuellement à l‘étude pour tenter de ralentir la progression de la maladie, ou réduire à long terme la sévérité des symptômes, mais avec un succès limité.La transplantation cellulaire a déjà montré des effets encourageant dans les modèles animaux et en clinique, mais elle présente également plusieurs limites, notamment la faible survie des cellules greffées, une forte réponse immunitaire conduisant au rejet de la greffe.Les biomatériaux sont des matériaux utilisés et adaptés à des applications médicales. Ils sont conçus pour interagir avec différents systèmes biologiques. Parmi ceux-ci, les hydrogels à base de collagène ont attiré l'attention ces dernières années dans le domaine de la médecine régénérative et de la greffe cellulaire, largement utilisés pour la greffe de peau et la cicatrisation des plaies, la régénération de la moelle épinière, la réparation des os et des tendons. À ce jour, cette approche prometteuse n'a encore été étudiée que très rarement in vivo pour les maladies neurodégénératives telles que la MP. Dans ce travail, nous avons développé un modèle pertinent de la MP pour les rongeurs, capable de montrer une dégénérescence progressive des neurones DA dans la SNpc. En utilisant un vecteur viral adéno-associé (AAV), nous avons surexprimé le domaine C-terminal de la forme LRRK2 mutée (G2019S) avec ou sans α-synucléine mutée (α-synA53T) dans la SNpc. Nos résultats ont montré que, alors que LRRK2G2019S seule ne produisait aucune toxicité, l’α-syn co-exprimé avec LRRK2G2019S produisait une plus grande perte de neurones DA dans la SNpc par rapport à l’α-synA53T seule. La toxicité de l'a-syn est probablement facilitée par l'activité kinase du LRRK2 mutant par le biais d'un mécanisme « cell-autonomous ». Une fois que le modèle neurodégénératif de la maladie de Parkinson a été développé et prêt à tester le potentiel du bio-polymère de collagène en tant que système d'administration, nous avons procédé à la caractérisation de l'échafaud en hydrogel. En utilisant l'imagerie par résonance magnétique (IRM) à champ élevé (11,7 T) et l'analyse histologique, nous avons caractérisé notre hydrogel à base de collagène après polymérisation in vitro et, in vivo, après injection intracérébrale chez le rat. Nos résultats indiquent que les hydrogels à base de collagène peuvent être injectés dans le cerveau sans effets délétères majeurs et que l'IRM est un outil de choix pour le suivi direct et non invasif de la polymérisation et de la greffe d'hydrogel de collagène. L'hydrogel de collagène a montré une réponse immunitaire transitoire et limitée essentiellement localisée autour du site d'injection.Ces résultats suggèrent que notre hydrogel à base de collagène qui polymérise in situ pourrait être utilisé en toute sécurité comme système d'administration intracérébrale de cellules et / ou de molécules trophiques et/ou neuroprotectrices pour la MP.