– TELiTeR

1- Contexte scientifique et objectifs du projet : - Les ligaments jouent un rôle crucial dans les mouvements et la stabilité articulaires. Certains de ces tissus présentent une mauvaise capacité de cicatrisation, voire une non-cicatrisation, comme par exemple, le ligament croisé antérieur du genou. Les options thérapeutiques du traumatisme des ligaments non-cicatrisables comprennent les autogreffes, allogreffes, xénogreffes et appareils prothétiques. Malgré des succès indéniables, l'utilisation des greffes humaines présente de graves problèmes comme la morbidité in situ, le traitement immunosuppressif permanent, le manque de donneurs, etc. Quant aux prothèses non-dégradables, il reste déconseillé de les utiliser, bien que le traitement ce ces prothèses par des biopolymères soit une nouvelle voie de recherche. L'ingénierie tissulaire est une technique émergente qui consiste à faire évoluer des cellules par voies biologique et physique pour accéder à la régénération et à la reconstruction tissulaires. En utilisant des cellules autologues et des matériaux biodégradables, l'ingénierie tissulaire devrait ainsi permettre de surmonter les problèmes cités ci-dessus. - L'objectif de ce projet de recherche est de concevoir et de réaliser des biotissus présentant des propriétés biologiques et mécaniques acceptables en vue du remplacement des ligaments lésés. - Nous avons démarré des travaux de recherche sur ce thème en 2002 grâce au soutien du CNRS (ATIP/SPI) et de la Région Lorraine (Thème émergent). Quatre équipes des établissements publics de recherche à Nancy spécialisées, respectivement, en mécanique (LEMTA UMR 7563), science des polymères (LCPM UMR 7568), biochimie et réacteur (LSGC UPR 6811), et biologie-chirurgie (Ecole de Chirurgie de la Faculté de Médecine de Nancy), participeront à ce projet. - - 2-Description du projet, méthodologie - Le principe de l'ingénierie tissulaire paraît simple : des cellules vivantes sont ensemencées sur un support biodégradable (scaffold). Ces cellules y prolifèrent, se différentient, secrètent leurs propres matrices extracellulaires, et forment progressivement un biotissu alors que le scaffold se dégrade. Dans ce projet, nous mettons l'accent sur les points suivants : - Source cellulaire - Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) multipotentes présentent un grand potentiel d'utilisation dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. On envisage en effet d'étudier la prolifération et la différentiation de CSMs et de les comparer avec celles des fibroblastes ligamentaires sur des matériaux biodégradables. - Conditions biochimiques de culture - La prolifération et la différentiation des cellules sont influencées par la présence dans le milieu de culture de facteurs régulateurs biochimiques, en particulier par les facteurs de croissance. Ainsi, nous proposons d'identifier les facteurs de croissance nécessaires au tissu envisagé. - Scaffold - Un scaffold constitue un support structural et logistique permettant l'adhésion cellulaire et favorisant le développement tissulaire. Il doit être constitué d'un matériau biocompatible et biodégradable, et présenter une structure 3D avec des micro-espaces tout en possédant des propriétés mécaniques adéquates. - Bioréacteur - L'activité cellulaire et le développement tissulaire dépendent grandement de l'application de déformations et de contraintes mécaniques. Ainsi, le contrôle et la maîtrise des conditions mécaniques régnant dans un bioréacteur constitue un point crucial de ce projet. De même, l'influence de l'environnement physico-chimique (pH, pO2, température...) devra être mieux connue (études cinétiques avec chambre à flux) et ces paramètres opératoires seront contrôlés par le couplage entre un réservoir de milieu perfusé et le bioréacteur. - Contrôle des qualités - Afin d'assurer la qualité mécanique et biologique des tissus construits, des études expérimentales, théoriques et numériques sur les propriétés des tissus et des scaffolds seront