Production, stérilisation et implantation de vaisseaux sanguins humains, issus de l'ingénierie tissulaire, obtenus par tissage de fils de matrice extracellulaire.

par Diane Potart

Projet de thèse en Biologie Cellulaire et Physiopathologie

Sous la direction de Nicolas L'heureux.

Thèses en préparation à Bordeaux , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé , en partenariat avec Bioingénierie tissulaire (laboratoire) et de Interfaces tissu hôte / produits d'ingénierie tissulaire (equipe de recherche) depuis le 30-09-2018 .


  • Résumé

    Ce projet d'ingénierie tissulaire est centré sur l'utilisation de la matrice extracellulaire (surtout du collagène) produite par culture cellulaire en laboratoire (cell-assembled matrix ou CAM). Des vaisseaux sanguins issues de cette approche ont été testés chez l'homme avec succès (New England Journal Medicine, (357), 1451-1453 (2007) ; The Lancet, (373), 1440-1446 (2009) ; revue : Cells Tissues Organs, (195), 144-158 (2012). Ce projet vise plus spécifiquement l'étude d'une nouvelle méthode d'assemblage qui passe par la production de fils de matrice extracellulaire et leur tissage en un tube qui servira de greffon vasculaire. Ce projet est la suite d'un travail de thèse qui s'achève. Cette nouvelle thèse aura trois volets. Dans un premier volet, des fils seront produits puis stérilisés utilisant diverses techniques (rayons gamma, e-beam, acide peracétique, etc.). L'effet de la stérilisation sur leurs propriétés mécaniques sera ensuite évalué.  Une méthode optimale de stérilisation de ce matériel biologique est essentielle pour permettre une application clinique. Dans un second volet, les fils stérilisés selon différentes méthodes seront implantés chez des rats immunodéficients pour analyser la réponse de l'hôte. Cette analyse se fera sur deux fronts: la réponse cellulaire et les changements des propriétés mécaniques du fil. Cette analyse révèlera quelle(s) méthode(s) engendrent une dénaturation de la CAM et entraînent une réponse du système immunitaire inné. Dans le dernier volet, les fils seront assemblés par tissage pour produire un tube dans le but de générer un greffon vasculaire implantable chez le rat immunodéficient (diamètre ≤2 mm). Divers paramètres d'assemblage seront utilisés et les propriétés mécaniques de ces tubes seront évaluées. Des implantations aortiques seront faites et suivies pour une période de 6 mois, voire 1 an. L'étudiant rejoindra une équipe en pleine croissance suite à l'obtention d'un financement 'ERC advanced'.

  • Titre traduit

    Production, sterilization and implantation of human tissue-engineered blood vessels produced by weaving threads of cell-assembled extracellular matrix (CAM).


  • Résumé

    This tissue engineering project is focused on the use of cell-synthesized extracellular matrix produced in vitro. This new approach allows the production of a human biomaterial that is completely biological without the need for cadaveric tissues, denaturing chemical treatments or synthetic materials. As a result, this biomaterial can be used to create tissues with unparalleled potential for positive integration in patients. Blood vessels produced with this material have been successfully implanted in humans New England Journal Medicine, (357), 1451-1453 (2007) ; The Lancet, (373), 1440-1446 (2009); see review: Cells Tissues Organs, (195), 144-158 (2012)). This study will focus on a new assembly method that relies on the production of threads/yarns of extracellular matrix and the weaving of a tubular construct. This assembly method can produce tissue-engineered blood vessels in a third the time required by previous described assembly method (rolling sheets) and in a much more reliable and customizable fashion. This project continues the work of a Ph.D. student. In a first step, CAM yarn will be produced and sterilized using various methods (gamma, e-beam, peracetic acid, etc.). The mechanical properties of the yarn will be analyzed to observed any immediate deleterious effects. In a second step, the threads will be implanted subcutaneously in immunodeficient rats to study if the sterilization methods denatured the CAM to the point of triggering a response from the innate immune system. Histologic and mechanical analysis of the yarn will be analyzed to see how they are remodeled by the host's cells. In the final step, the threads will be woven into small tubes (diameter ≤2 mm) to produce tissue-engineered blood vessels implantable in the aorta of immunodeficient rats and sterilized according to the best method. Various assembly parameters will be used and the mechanical properties of the resulting constructs will be tested. If time permits, vessels will be implanted and followed up to a year.