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Influence de l’architecture tridimensionnelle et de divers biomatériaux sur le phénotype des chondrocytes

Porteur de projet : E. Perrier-Groult

Personnes impliquées dans le projet : Marielle Pasdeloup


Influence de l’architecture tridimensionnelle et de divers biomatériaux sur le phénotype des chondrocytes
La forme cellulaire, plus exactement l’organisation du cytosquelette d’actine, exerce une influence sur l’expression des chondrocytes. L’amplification des chondrocytes sur des supports 2D s’accompagne de leur étalement et d’une formation de cables d’actine, ou fibres de stress. Ce changement morphologique correspond à une perte de l’état différencié des chondrocytes : les cellules ne synthétisent plus les protéines du cartilage. Au contraire, si les chondrocytes sont cultivés dans un environnement 3D, ils présentent alors une forme arrondie avec une actine dépolymérisée, situation favorable à l’expression du phénotype différencié. Des molécules comme la GTPase RhoA participent à la polymérisation de l’actine et le niveau de la protéine RhoA et son activité sont considérablement diminuées lorsque les chondrocytes sont inclus en 3D.
Les modèles cellulaires utilisant des chondrocytes et des biomatériaux sous forme de gels (agarose ou autres polymères synthétiques ou naturels) sont donc propices à la construction d’une matrice cartilagineuse. Nous utilisons de tels modèles pour nos études fondamentales de la chondrogenèse, également pour développer des protocoles d’ingénierie tissulaire du cartilage (figure 1).


Figure 1  : Des chondrocytes humains ont été amplifiés sur plastique puis inclus en hydrogel pendant plusieurs semaines, en présence d’un cocktail de facteurs de croissance assurant leur redifférenciation. La coupe histologique a été immunomarquée avec un anticorps anti-collagène de type II, protéine majoritaire du cartilage. On peut remarquer que trois cellules partagent leur matrice extracellulaire nouvellement synthétisée dans le biomatériau, formant une unité tissulaire, ressemblant au "chondron" décrit dans le cartilage natif.


Sélection de publications

1- Perrier-Groult E, Pasdeloup M, Malbouyres M, Galéra P, Mallein-Gerin F. (2013) Control of collagen production in mouse chondrocytes by using a combination of bone morphogenetic protein-2 and small interfering RNA targeting col1a1 for hydrogel-based tissue-engineered cartilage. Tissue Eng. Part C. 19 : 652-664.

2- Durbec M, Mayer N, Vertu-Ciolino D, Disant F, Mallein-Gerin F, Perrier-Groult E. (2014) Reconstruction of cartilage nasal defects using a tissue engineering technique based on combination of high-density polyethylene and hydrogel. Pathol. Biol. 62 : 137-145.


Collaborations 

Pr. O. Damour, Laboratoire des substituts cutanés et banque de tissus et de cellules, Hôpital Edouard Herriot, Lyon

Pr. F. Disant, service d’oto-rhino-laryngologie et chirurgie cervico-maxillo-faciale, HCL, Hôpital Edouard Herriot, Lyon