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