Développement d’un substitut cutané vascularisé au derme compartimenté : impact des microenvironnements papillaires et réticulaires

Development of a vascularised skin substitute with compartmented dermis : impact of papillary and reticular microenvironments

• Auteur / Autrice : Adèle Mauroux
• Direction : Catherine Monnot, Florence Ruggiero
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Date : Soutenance le 12/12/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale physiologie, physiopathologie et thérapeutique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre Interdisciplinaire de Recherche en Biologie (Paris ; 2011-....) - Institut de Génomique Fonctionnelle de Lyon (Lyon ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Selim Aractingi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Ruggiero, Corinne Abbadie, Christophe Helary, Brigitte Closs
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Berthod, Alain Colige

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peau artificielle

Néovascularisation

Fibroblastes

Matrice extracellulaire

Génie tissulaire

Mots clés libres

Ingénierie tissulaire

Angiogenèse

Micro-environnement

Substitut cutané

Fibroblastes papillaires

Fibroblastes réticulaires

Tissue engineering

Angiogenesis

Microenvironment

Skin substitute

Papillary fibroblasts

Reticular fibroblasts

Résumé

Le derme se divise entre les dermes papillaires et réticulaires qui présentent des matrices extracellulaires (MEC) et une vascularisation distincte. Les fibroblastes de chaque compartiment jouent des rôles différents dans la physiologie cutanée. Cependant, peu d’informations est disponible sur leurs propriétés angiogéniques et aucun modèle ne reproduit ces compartiments. L’objectif de ce travail a été de développer un substitut cutané vascularisé qui reproduise les microenvironnements papillaires et réticulaires. Nous avons d’abord mis au point un substitut cutané vascularisé à partir d’une population mixte de fibroblastes par superposition de feuillets cellulaires. Cette technique repose sur la capacité des cellules à déposer leur propre MEC et reproduit une MEC plus physiologique. Nous avons également montré que des molécules angiogéniques peuvent remodeler le réseau vasculaire des substituts. Nous avons ensuite étudié les feuillets cellulaires générés à partir de fibroblastes papillaires et réticulaires et caractérisé leur matrisome et leur profil angiogénique. Ces différences d’expression de gènes se traduisent par la génération de MEC distinctes et des sécrétomes spécifiques. Le microenvironnement de chaque population de fibroblastes induit la formation d’un réseau vasculaire qui présente des points communs avec la peau native. L’ensemble de ces résultats démontrent que les fibroblastes papillaires et réticulaires régulent l’angiogenèse dans la peau via des facteurs paracrines et microenvironnementaux et que les feuillets générés à partir de ces fibroblastes permettent de reproduire certaines caractéristiques des compartiments dermiques observés in vivo.

The dermis is divided between the papillary and reticular dermis that display distinct extracellular matrix (ECM) and vascularization. Fibroblasts isolated from each compartment play different role in skin physiology. However, little information is available regarding their role in angiogenesis regulation and no substitute allows to study dermal compartments. The aim of this work was thus to develop a vascularized skin substitute that reproduces papillary and reticular microenvironments.We first developed a vascularized skin substitute using a mixed population of fibroblasts by cell sheet layering. This technique relies on the ability of cells to generate their own ECM and reproduces a more physiological ECM. Furthermore, angiogenic molecules could remodel the vascular network of this skin substitute, indicating that this model is appropriate to study complex interaction between microenvironment and vascularization. We then studied cell sheets generated by papillary and reticular fibroblasts and characterized their matrisome and angiogenic gene expression signature. These difference in gene expression resulted in the generation of specific ECM and secretome. The microenvironment generated by each population of fibroblasts differentially regulated angiogenesis and reproduced some features of native skin in vivo. Overall, these results demonstrate that papillary and reticular fibroblasts contribute to skin angiogenesis via distinct paracrine factors and microenvironments and that vascularized cell sheets reproduce some features of native dermal compartments.