Applications des connaissances fondamentales à la bio-ingénierie du cartilage
Intro
Squelette
Cartilage + os
Os = ostéoblaste (amène matrice osseuse par vaisseaux sanguins) + ostéoclaste (dégradation matrice)
Cartilage : maquette des futurs os + cartilage permanent = articulaire
FT
Chondrocytes : dif° avec SOX9, SOX5 et SOX6
Chondrocytes hypertrophié : Runx2
Signaux
Cartilage
abs interaction c/c, cell isolées les unes des autres
nourries par flux du fluide synovial car en contact avec circu sanguine
prothèse : durée de vie limitée ~15ans car touche l'os
chir : microfacture (injection jsq os endochondral pour cS en surface) et mosaïque plastie → mais fibrocartilage
Thérapie cellulaire
Transplantation chondrocytes autologues
Prélèvement à la surface du cartilage articulaire dans zone "peu portante" → amplif → greffe au niv de la lésion
Inconvénients : dédif° quand amplif (diff passages)
Arthrotomie est une opération invasive → arthroscopie meilleure
2 thérapies cellulaire autorisée en France : transplantationautologuede chondrocytes OU transplantation de mb de coll (avec chondrocytes) → pas sup à la mosaïque plastie et couteuse donc pas utilisé (ou alors pas remboursé)
Stratégies
Maintenir dif° chondrocytes pendant amplif
Utilisation BMP2 important pour homéostasie cartilage (KO → arthrose)
Exp° coll I mais abs coll X et marqueurs osseux
→ ratio coll II/coll I amélioré mais pas parfait
Induire dif° après amplif
Fct soluble favorable au phénotype chondrocytaire humain
FGF2 + insuline : prolif
BMP2 + insuline : redif°
T3 : inhib° de l'hypertrophie et de latransdif° ostéoblastique
Culture 3D
Marqueur ✅ mais proprio mécanique ❌
Ajout ac polylactique (dureté) → proprio mécanique ✅
Les cellules ne s'attachent pas au plastique mais aux prot (substrat-coating) du milieu/sérum
Culture 2D : stimule fibre de stress d'actine → induit mol qui reco prom coll I → explique dédif°
Actine normale → Rho A → SOX9 → coll II
Autres : bioréacteurs ; hypoxie + BMP2 ; prothèse poreuse pour infiltration hydrogel qui va attirer cS de mo ; tissage capsule 3D imbibée d'hydrogel + cS du patient modifié par lentivirus avec R antago de IL-1
Pression mécanique
TGFb (BMP) : bloque maturation/hypertrophie (KO→arthrose)
Smad : navette du R TGFb jsq noyau. SA phospho induit translocation dans noyau → agit comme FT et active TGFb
Compression = pression mécanique par bioréacteur permet phospho de Smad, act° TGFb et diminution exp° coll X
Utilisation CSM
Pour réparer, proprio anti inflam et refaire refaire cartilage
Culture en masse : petite car sinon gradient va s'épuiser et centre n'aura pas le même milieu et même condition d'oxygénation
Origine : tissu adipeux, SCO, pulpe dentaire et mo
IEIK13
Dans structure en nanofibre comme scaffold ] hydrogel
Comparaison avec fibrine par tomographie avec agent de contraste → cartilage noir sauf si agent de contraste pénètre dans trou
Bioméca la plus proche de l'H : macaque
Scaffold in vitro et in vivo ✅
Selon sévérité : thérapie cell → ingé tissulaire → prothèse