CD Biomatériau Innovant d'Origine Humaine Fonctionnalisé pour la Régénération Osseuse

CD Innovative Functionalized Human-Origin Biomaterial for Bone Regeneration

• Auteur / Autrice : Alaa Bzal
• Direction : Vanessa Moby
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences de la Vie et de la Santé - BioSE
• Date : Inscription en doctorat le 04/10/2024
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : BioSE - Biologie Santé Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CITHEFOR - Cibles thérapeutiques, formulation et expertise pré-clinique du médicament

Mots clés

Mots clés libres

Différenciation

Lysat plaquettaire

Gelée de Wharton

Substitut osseux prévascularisé

Cellules souches mésenchymateuses

Differentiation

Prevascularized bone substitute

Mesenchymal stem cells

Wharton's jelly

Platelet lysate

Résumé

En cas de défauts osseux de taille critique, l'auto-régénération n'est pas suffisante, le gold standard est alors l'autogreffe qui présente des inconvénients significatifs auxquels l'ingénierie tissulaire osseuse essaye de pallier. La recherche du substitut osseux idéal est considérée comme la “quête du Saint Graal” en raison principalement d'un défaut de vascularisation fonctionnelle après implantation. Pour pallier ces limites, ce projet vise à créer un substitut osseux original fonctionnalisé et prévascularisé, dont les composants dérivent uniquement du cordon ombilical humain. Ce biomatériau innovant combinera un hydrogel hépariné à base de matrice extracellulaire issue de la gelée de Wharton (MEC-GW), fonctionnalisé avec du lysat plaquettaire dérivé de sang placentaire (LP-SP) et ensemencé avec des cellules souches mésenchymateuses dérivées elles-aussi de la GW. Le LP-SP, une source naturelle et humaine de biosignaux, sera utilisé pour sa capacité à induire la différenciation des CSM et favoriser le recrutement des cellules in vivo. Ce projet se décompose en 3 parties principales : le développement de l'hydrogel fonctionnalisé et sa caractérisation physicochimique, sa cellularisation et sa caractérisation biologique ex vivo et enfin l'exploitation de sa capacité de régénération osseuse et de néovascularisation in vivo chez le lapin. En résumé, notre projet représente une avancée significative dans le domaine de l'ingénierie tissulaire osseuse, offrant des perspectives prometteuses pour surmonter les limitations actuelles en médecine régénérative.

In the case of critical size bone defects, self-regeneration is not sufficient, and the gold standard is autografting. But this therapy has significant drawbacks, which bone tissue engineering has tried to overcome. The search for the ideal bone substitute is regarded as the 'quest for the Holy Grail', mainly because of the lack of functional vascularization after implantation. This innovative biomaterial will combine a heparinized hydrogel based on extracellular matrix from Wharton's jelly (ECM-WJ), functionalized with platelet lysate derived from placental blood (PL-PB), and seeded with mesenchymal stem cells also derived from WJ. PL-PB, a natural and human source of bioactive signals, will be utilized for its ability to induce MSC differentiation and promote cell recruitment in vivo. This project is divided into three main parts: the development of functionalized hydrogel and its physicochemical characterization, its cellularization and ex vivo biological characterization, and finally, the exploration of its bone regeneration and neovascularization capacity in vivo in rabbits. In summary, our project represents a significant advancement in the field of bone tissue engineering, offering promising prospects to overcome current limitations in regenerative medicine.