Elaboration de tissus composite vascularisés en bio ingénierie

Elaboration of bioengineered vascularized composite tissues

• Auteur / Autrice : Alexandre Gaston Lellouch
• Direction : Walid Rachidi, Paul-Henri Roméo, Laurent Lantieri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement
• Date : Soutenance le 10/03/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Systèmes moléculaires et nanomatériaux pour l’énergie et la santé (Grenoble, Isère, France ; 2008-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Philippe Giot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Walid Rachidi, Jérôme Lamartine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nicolas Fortunel, Muriel Vayssade

Mots clés

Mots clés contrôlés

Allogreffes

Peau -- Greffe

Matrice extracellulaire

Cellules souches

Mots clés libres

Cellules souches

Matrice extracellulaire

Decellularisation

Substitut cutanée

Greffe de peau

Allotransplantation de tissus composites

Stem cells

External cellular matrix

Decellularization

Skin substitute

Skin graft

Vascularized composite allotransplantation

Résumé

La chirurgie reconstructrice est une spécialité chirurgicale prenant en charge les pertes de substances survenant au décours d’un accident (brûlure, traumatisme) ou d’origine malformative. Actuellement le gold standard pour la prise en charge médicale est la chirurgie autologue. Les facteurs limitants sont le nombre limité de site donneurs, la morbidité induite, et les séquelles de ces prises de greffes (ajout de cicatrices inesthétiques). De plus, les pertes de substances complexes affectant des zones anatomiques fonctionnelles comme la face ou les mains ne peuvent pas être restaurer anatomiquement à l’aide de la chirurgie autologue.Au cours de ces dernières années de nombreuses technologies ont émergé pour recréer des nouveaux tissus. Actuellement, les seuls biomatériaux existants sur le marché sont des substituts dermiques permettant d’optimiser les résultats des greffes de peau autologues (augmentation de l’épaisseur cutanée). La prochaine étape est la fabrication de véritable substitut dermo-epidermique in vitro. L’objectif de cette thèse de science est de pouvoir tester différentes stratégies qui ont pour but de remplacer des tissus manquants aux patients (peau, muscle, tendon, os). Cette thèse est aussi une réflexion sur les développements de ces technologies et de leur applicabilité clinique. La partie A consistera a testé des protocoles d’induction de tolérance par chimérisme mixte utilisant la greffe de moelle osseuse chez le gros animal. La partie B traitera des problématiques de l’allotransplantation de tissus composites chez l’Homme. La partie C présentera une étude sur les machines de perfusions dans le but de préserver les tissus ex vivo. La partie D abordera la thématique de l’ingénierie tissulaire testant deux approches : la décellularisation/ recellularisation de modèles chirurgicaux porcins et la création in vitro à l’aide de biomatériaux.En conclusion, la création de nouveaux tissus composites doit faire appel à différents domaines d’expertise qui s’entrecroisent et doivent s’intriquer pour pouvoir trouver une solution pérenne et applicable cliniquement.

Reconstructive surgery is a surgical specialty that takes care of the loss of substances occurring after an accident (burn, trauma) or malformities. Currently the gold standard for such defect is the autologous surgery. The limiting factors are the limited number of donor sites, morbidity, and the sequelae of these skin grafts such as scars. In addition, the complex defects affecting functional anatomical areas like the face or hands cannot be anatomically restored using autologous surgery.In recent years many technologies have emerged to recreate new tissues. Currently, the only existing biomaterials on the market are dermal substitutes to optimize the results of autologous skin grafts (increasing skin thickness). The next step is the manufacture of a dermo-epidermal substitute in vitro. The objective of this PhD is to be able to test different strategies that aim to replace missing tissues in patients (skin, muscle, tendon, bone). This thesis is also a reflection on the developments of these technologies and their clinical applicability.Part A will consist of testing tolerance induction protocols by mixed chimerism using bone marrow transplantation in large animals. Part B will deal with the issues of Vascularized Composite Allotransplantation in Humans. Part C will present a study on perfusion machines with the aim of preserving tissues ex vivo. Part D will address the topic of tissue engineering testing two approaches: decellularization / recellularization of porcine surgical models and in vitro creation using biomaterials.In conclusion, the creation of new composite tissues must use different areas of expertise that intersect and must be intertwined to be able to find a lasting and clinically applicable solution.