Nouvelles voies de formation de vaisseaux sanguins et lymphatiques: Development d'un système d'encapsulation et l'etude de l'impact des forces mécaniques sur les mécanismes de régulation cellulaires et moléculaires – VascTubes

La biologie vasculaire traite de l'interaction des vaisseaux sanguins avec l'environnement normal ou pathologique. Il existe différents types de vaisseaux qui incluent les artères, les veines, les capillaires sanguins et des vaisseaux lymphatiques. Les vaisseaux ont des fonctions importants dans l'organisme et sont intégrés dans les circuits homéostatique. La biologie vasculaire est un domaine en expansion qui englobe de nombreux domaines et pathologies (cardio-vasculaire, neuro-vasculaire, régénération tissulaire, les maladies neurodégénératives, le cancer et maladies vasculaires de l'oeil).
La vascularisation a une grande plasticité. Au cours des dernières années, la recherche s'est concentrée intensément sur les processus dynamiques du développement vasculaire. Une meilleure compréhension des mécanismes complexes favorisant la formation, l'organisation, le maintien et la fonctionnalité des vaisseaux sanguins ou lymphatiques est un pré-requis pour l'amélioration du traitement de différents pathologies. En outre, le développement des méthodes et des outils pour améliorer le système vasculaire est cliniquement pertinent.
L'ingénierie tissulaire se concentre sur la construction d'organes fonctionnels, qui ont été conçus pour être minces et ne nécessitent donc pas vaisseaux sanguins. Pour la préparation des tissus épais le système vasculaire est nécessaire dans la perspective d'une application clinique potentielle. Il est donc important de développer des stratégies d'ingénierie des vaisseaux sanguins et lymphatiques pour atteindre cet objectif.

Plusieurs stratégies de construction de vaisseaux ont été proposées, y compris les approches basées ou non sur un "scaffold" . Ces techniques empiriques semblent aboutir à produire des structures vasculaires pour un éventuel développement clinique futur. Dans le cadre de ce projet, nous proposons une approche d'ingénierie nouvelle des vaisseaux sanguins, dont la conception et la polyvalence permettront l'étude détaillée des processus physiques sous-jacents à leur assemblage, croissance et maturation ainsi que des mécanismes moléculaires, tout en ne sacrifiant l'applicabilité biomédicale.

Le projet, qui associe un biologiste expert en angiogenèse (Bikfalvi, P#1) et un physicien spécialisé en mécanique cellulaire (Nassoy, P#2), vise à concevoir une nouvelle stratégie d’ingénierie tissulaire appliquée à la formation des vaisseaux. Notre approche repose sur la technique micro-fluidique récemment développée par P#1 et sur l’expertise biologique de P#1. Nos objectifs sont de i) construire des vaisseaux sanguins et lymphatiques par auto-assemblage de co-cultures cellulaires encapsulées dans des tubes creux d’hydrogel ; ii) suivre la dynamique cellulaire et disséquer la signalisation moléculaire associée à la formation des vaisseaux ; iii) étudier le rôle des forces physiques (flux et pression) dans le processus de reconstitution vasculaire. Notre approche inter-disciplinaire devrait permettre d’élucider des mécanismes morphogéniques fondamentaux. Mais, nous pensons aussi que la preuve de concept obtenue pourra être utile pour de futurs développement biotechnologiques.