Influence des conditions de culture sur la différenciation de progéniteurs vasculaires en vue de l'obtention d'un substitut vasculaire autologue, Influence of culture conditions on vascular progenitors cells differentiation in order to develop an autologous vascular graft

Nicolas Berthélémy

Description

Sous la direction de Patrick Menu, Patrick Lacolley
Thèse soutenue le 23 septembre 2009: Nancy 1
L’augmentation de la fréquence des pathologies vasculaires va créer ces prochaines années, des besoins importants en substituts vasculaires de petits calibres. L’idéal, à ce jour, reste l’utilisation de vaisseaux autologues réduisant les risques infectieux et immunologiques mais d’usage limité ce qui est à l’origine de l’ingénierie cellulaire. L’identification des progéniteurs vasculaires est d’un intérêt majeur dans ce domaine. Ces cellules d’origine autologues sont douées d’une grande capacité de prolifération et d’un potentiel de différenciation en cellules vasculaires (cellules endothéliales (CE) et cellules musculaires lisses (CML)) mais la difficulté réside dans le choix du recouvrement de la surface du support de culture qui favorise leur adhésion et prolifération Dans ce travail, nous avons choisi les films multicouches de polyélectrolytes et mesuré leur impact sur le comportement de ces cellules progénitrices en fonction de différentes conditions de culture (normoxie ou hypoxie). Nous avons montré dans un premier temps, que ces films multicouches de polyélectrolytes permettaient d’accélérer la différenciation de ces cellules en CE matures. Nous avons également montré que ces mêmes cellules cultivées en hypoxie étaient capables de se différencier en cellules contractiles stables dans le temps, présentant un phénotype comparable à celui des CML matures. L’association de ces résultats additionnés aux avantages apportés par des feuillets détachables est à la base de la construction d’un substitut vasculaire autologue de petit calibre, composé de CE et de CML issues d’un même pool de cellules, mais cultivées dans des conditions différentes.
-Cellules progénitrices vasculaires
-Films multicouches de polyélectrolytes
-Cellules musculaires lisses
-Substitut vasculaire
The increase of vascular pathologies is going to create these next years, important needs in vascular substitutes of small calibres. The gold standard, this day, remains the use of autologous vessels reducing the infectious and immunological risks, but of limited custom, which is at the origin of tissue engineering. The identification of vascular progenitor cells is of major interest in vascular engineering. These autologous cells present a high capacity of proliferation and a potential of differentiation in vascular cells (endothelial cells (EC) and smooth muscle cells (SMC)) but the difficulty lies in the choice of the coated surface of culture which facilitates their adhesion and proliferation. In this work, we chose polyelectrolytes multilayer films and measured their impact on these vascular progenitor cells in various conditions of culture (normoxia or hypoxia). We showed at first, that these polyelectrolytes multilayer films allowed to accelerate the differentiation of these cells into matures EC. We also showed that these same cells cultivated under hypoxic conditions were able to differentiate into stable and contractile cells, presenting a phenotype comparable to the mature SMC. The association of these results added to the advantages brought by detachable sheet is the basis of the construction of an autologous small calibre vascular substitute consisting of EC and SMC differentiated from the same pool of cells, but cultivated in different conditions.
Source: http://www.theses.fr/2009NAN10085/document

Informations

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Extrait

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Ecole Doctorale Biologie-Santé-Environnement

Thèse
Présentée pour l’obtention du titre de
DOCTEUR DE l’UNIVERSITE HENRI POINCARE, NANCY-I
Mention : Ingénierie cellulaire et tissulaire
par Nicolas BERTHELEMY

INFLUENCE DES CONDITIONS DE CULTURE SUR LA
DIFFERENCIATION DE PROGENITEURS VASCULAIRES
EN VUE DE L’OBTENTION D’UN SUBSTITUT VASCULAIRE
AUTOLOGUE

Soutenue le 23 septembre 2009


Membres du jury :
Rapporteurs : Mme Catherine PICART PU, CNRS-UMR 5628, Grenoble
M Didier LETOURNEUR DR, INSERM U698, Paris
Examinateurs : M Jean-François STOLTZ PU-PH, UMR 7561 CNRS-UHP, Nancy
Mme Laurence BORDENAVE PU-PH, INSERM U577, Université Bordeaux 2
M Patrick MENU PU,UMR 7561 CNRS-UHP, Nancy, directeur de thèse
M Patrick LACOLLEY DR, INSERM U961, Nancy, co-directeur de thèse
Membre invité: M Jean Claude VOEGEL DR, INSERM U977, Strasbourg

Laboratoire de Physiopathologie Pharmacologie et Ingénierie Articulaires
UMR 7561 CNRS-UHP
Faculté de Médecine - 54500 Vandœuvre-lès-Nancy




















A mes parents et à mes frères
Ainsi qu’à toute ma famille pour leur soutien constant et leurs
nombreux encouragements












































En mémoire de Monsieur Luc MARCHAL, ingénieur d’étude au
laboratoire avec qui j’ai eu de nombreuses discussions scientifiques et de
nombreux fous rires.






















Mes travaux ont été effectués au sein de l’équipe d’ingénierie vasculaire du laboratoire de
physiopathologie pharmacologie et ingénierie articulaire UMR CNRS 7561.
Ces trois années m’ont permis de faire la connaissance de nombreuses personnes que je tiens
à remercier.
Tout d’abord, je dois avouer que je n’aurais pas fait de thèse si il n’y avait pas eu une si bonne
ambiance au laboratoire lors de mon arrivée en Master 2.
Je remercie profondément le Professeur Jean-François Stoltz de m’avoir accueilli au sein de
son laboratoire et permis de participer à de nombreux congrès que ce soit en France ou à
l’étranger. Sa bonne humeur et ses encouragements m’ont permis de mener au mieux ces
travaux.

Patrick Menu, Professeur à la faculté de pharmacie de Nancy a dirigé cette thèse. Son grand
humanisme, son écoute envers ses étudiants, sa grande disponibilité et nos nombreuses
réunions m’ont permis d’avancer au mieux dans les moments délicats. Je tiens à lui adresser
dans ces quelques mots mon entière reconnaissance ainsi que mon profond attachement.

Patrick Lacolley, directeur de recherche de l’unité INSERM 961 a assuré la co-direction de
cette thèse. Qu’il soit assuré de mon plus profond respect.

Jean-Claude Voegel, directeur de recherche de l’unité INSERM 977 a joué un rôle
particulièrement important au cours de ces trois années. Nos nombreuses réunions m’ont
permis de découvrir sa riche expérience dans le domaine de la physico-chimie, ainsi qu’un
homme toujours très enthousiaste et disponible à tout moment.

Je suis fier de compter parmi les membres du jury M Didier Letourneur, directeur de
recherche de l’unité INSERM 698 et Mme Catherine Picart, Professeur à l’université de
Grenoble, qui ont accepté d’être les rapporteurs de cette thèse.

Je tiens à remercier madame Laurence Bordenave, professeur à l’université Bordeaux 2 qui
me fait l’honneur de juger ce travail. Qu’elle soit assurée de mon plus profond respect.

La vie d’un laboratoire est rythmée par des arrivées ainsi que des départs d’étudiants et au
cours de mes trois années passées au laboratoire, j’ai vu partir de nombreuses personnes et en
arriver d’autres.


Je commencerais donc par citer mes amies de bureau et parfois de galère (dans les moments
difficile), Halima Kerdjoudj et Caroline Gaucher avec qui j’ai passé mes deux premières
années et durant lesquelles nous avons beaucoup travaillé ensemble mais aussi beaucoup ris.

Halima Kerdjoudj, Maître de conférences à la faculté de chirurgie dentaire de Reims, a joué
un rôle majeur au cours de ces années. Elle m’a enseigné tout ce que je sais aujourd’hui. Elle
représente mon troisième directeur de thèse. En plus du contenu scientifique qu’elle m’a
apporté, nos moments de détente m’ont permis de connaître certains mots de sa langue natale,
l’arabe. Elle a même été jusqu’à me parler en arabe durant les manips. Cela n’a pas toujours
été facile à comprendre…Je tenais ici à la remercier pour tout ce qu’elle a fait et à lui dire que
cela a été une véritable joie de travailler avec elle et que j’espère le revoir souvent dans les
années à venir. Halima, comme on dit chez toi : Saha !

Caroline Gaucher, post-doc à Rennes, m’a fait partager son expérience, sa bonne humeur
constante et son humour. Elle nous manque terriblement dans le bureau. Je lui souhaite
évidemment beaucoup de réussite et beaucoup de bonheur ainsi qu’à toute sa jolie petite
famille.

Je tiens également à remercier Monique Gentils, assistante ingénieur au laboratoire, avec qui
j’ai effectué l’expérimentation animale et qui s’est parfois levée très tôt pour commencer les
manips.
Avec Ghislaine Cauchois, se sont deux personnes avec qui j’ai eu de nombreuse discussions
tant au niveau professionnel que personnel.

Je remercie également Huguette Louis, assistant ingénieur de l’unité INSERM 961 pour sa
bonne humeur et pour sa grande disponibilité à chaque fois que je suis venu la voir pour lui
demander conseils.

Les années suivantes, j’ai pu faire la connaissance de nouveaux amis, Estelle Paternotte et
Nicolas Salmon, actuellement en troisième année de thèse avec qui j’ai vécu de nombreux
moments inoubliables.


Je voudrais remercier toutes les autres personnes du laboratoire (Pierre Labrude, Dominique
Dumas, Sébastien Hupont, Karine Lorcin, Brigitte Guerber, Naceur, Nati, Jessica, Leti,
Assia, HuaHua, Emilie et Elisabeth) ainsi que toutes les personnes de l’unité INSEM 961
pour tous les agréables moments passés ensemble.
Pour finir, je tiens à remercier tous mes amis les plus proches (Greg, Mike, Mickey, Johanna,
Joris, Vaness et tous les autres) ainsi que tous mes stagiaires (Diane, Erwan, Matthieu,
Mathieu, Nesrine, Axel) pour tous les moments forts passés ensemble et tous ceux qui restent
à vivre ensemble.

Pour conclure, je voudrais dire que lorsque l’on fait une thèse, on pleure deux fois : une fois
en arrivant, car les manips ne sont pas toujours ce que l’on espérait mais on pleure aussi une
seconde fois en partant parce que les personnes du laboratoire sont devenues au cours de ces
trois ans comme votre deuxième famille et qu’il est toujours difficile de quitter sa famille.