Impact de la suppression de la sclérostine dans la régénération osseuse crânio-faciale

Impact of sclerostin suppression on craniofacial bone regeneration

• Auteur / Autrice : Sophie Maillard
• Direction : Catherine Chaussain-Miller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 19/03/2021
• Etablissement(s) : Université Paris Cité
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Bio Sorbonne Paris Cité (Paris ; 2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Pathologies, imagerie et biothérapies oro-faciales (Paris ; 1998-....)
• Jury : Président / Présidente : Thibaud Coradin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thibaud Coradin, Emmanuel Pauthe, Joëlle Amédée Vilamitjana, Philippe Bouchard, Sylvie Jeanne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Emmanuel Pauthe, Joëlle Amédée Vilamitjana

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cellules souches mésenchymateuses

Génie tissulaire

Os -- Croissance

Os -- Régénération (biologie)

Mots clés libres

Réparation osseuse

Cellules souches originaires de la pulpe dentaire

Hydrogel de collagène dense

Minéralisation

Thérapie par anticorps monoclonaux

Bone repair

Dental pulp stem cells

Dense collagen hydrogel

Mineralization

Monoclonal antibody therapy

Résumé

L'association de l'immunothérapie et des biomatériaux a suscité de grands espoirs dans le traitement du cancer. La réparation osseuse devrait également bénéficier de cette stratégie car plusieurs anticorps monoclonaux ont été développés pour favoriser l'ostéogenèse. Parmi eux, les anticorps neutralisant la sclérostine, un acteur clé de la régulation du remodelage osseux, ont démontré un réel bénéfice dans le traitement de l'ostéoporose mais leur contribution à l'ingénierie tissulaire osseuse reste inexplorée. Ici, nous mettons en évidence que la réparation osseuse au sein de défauts pariétaux de taille critique comblés avec un hydrogel de collagène enrichi de cellules souches originaires de la pulpe dentaire murine (mDPSC) est comparable entre 1) des souris invalidées pour le gène Sost (Sost KO) et ayant reçu des mDPSC issues de germes de molaires de souris Wild-type (WT) et 2) des souris WT implantées avec des Sost KO mDPSC. Cela suggère qu'une absence totale en sclérostine et que l'implantation « locale » de cellules déficientes en sclérostine favorisent de la même manière la formation osseuse. De plus, nous montrons que l'injection hebdomadaire d'un anticorps anti-sclérostine, déjà utilisé en clinique, à des souris WT traitées avec des WT mDPSC entraînent une amélioration très importante de la régénération osseuse. Ces résultats démontrent que les anticorps neutralisants peuvent améliorer les stratégies d'ingénierie tissulaire dans le contexte de grands défauts osseux crânio-faciaux.

Association of immunotherapy and biomaterials has raised great hope in cancer treatment. Bone repair should also benefit from this strategy, as several monoclonal antibodies are known to favor osteogenesis. Antibodies against sclerostin, a key player in bone remodeling regulation, have demonstrated a real benefit in osteoporosis treatment but their contribution to bone tissue engineering remains uncharted. Here, we evidence that bone formation within critical size calvarial defects filled with collagen hydrogels hosting murine dental pulp stem cells (mDPSC) is comparable in sclerostin-deficient KO mice implanted with WT mDPSC and in WT mice implanted with KO mDPSC. This suggests that complete sclerostin deficiency and implantation of sclerostin-deficient cells similarly promote new bone formation. Moreover, we show that weekly injections of FDA-approved anti-sclerostin antibodies to WT mice treated with WT mDPSC result in improved bone regeneration. These results indicate that neutralizing antibodies can improve tissue engineering strategies for large craniofacial bone defects.