Elaboration de modèle 3D par bio-impression pour le suivi des propriétés mécaniques de la matrice extracellulaire : application à l'ostéogenèse imparfaite
Auteur / Autrice : | Sarah Pragnere |
Direction : | Cyril Pailler-Mattei, Emma Petiot |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Biomécanique |
Date : | Soutenance le 16/09/2022 |
Etablissement(s) : | Ecully, Ecole centrale de Lyon |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône ; 1970-) |
Jury : | Président / Présidente : Marie-Alexandrine Bolzinger |
Examinateurs / Examinatrices : Cyril Pailler-Mattei, Emma Petiot, Fabrice Pirot, Laure-Lise Gras, Luciano Vidal | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Romain Debret, Patrick Chabrand |
Mots clés
Résumé
L’ostéogenèse imparfaite (OI), est une maladie rare causée par une mutation génétique portée par un des gènes qui encodent le collagène de type I. Elle est caractérisée par une fragilité accrue des os. Bien que la peau soit également riche en collagène I, les effets des mutations responsables de l’OI semblent mineurs sur cet organe. Ces travaux de thèse s’inscrivent dans un projet consistant à établir un lien entre les effets de l’ostéogenèse imparfaite sur les tissus osseux et dermiques. Cette étude a nécessité de décrire ces tissus d’un point de vue biomécanique et de leur physiologie cellulaire.Ce travail propose donc de développer des modèles d’étude in vitro en trois dimensions pour les tissus osseux et cutanés. En effet, cette étape est nécessaire à la compréhension du lien os-peau dans le cas de l’OI. Nous avons ainsi pu déterminer les propriétés mécaniques et structurales optimales de construit bio-imprimés pour permettre le développement de modèles de tissu osseux et de derme in vitro. La génération de ces modèles a également nécessité d’adapter les méthodes de caractérisation biomécanique existantes pour les explants aux spécificités de nos nouveaux modèles. Nous avons montré que l’essai d’indentation permettait de mesurer à la fois les propriétés élastiques et viscoélastiques des construits bio-imprimés. Nous avons également quantifié les forces de traction générées par les cellules et responsables de la contraction macroscopique des construits. Dans une dernière partie, les stratégies utilisées pour produire des modèles cellulaires OI ont été présentées. Les modèles de tissu osseux et de derme produits dans le cadre de ces travaux pourront donc servir à étudier l’OI, mais également d’autres pathologies du collagène I telle que l’ostéoporose.