Le vieillissement croissant de la population canadienne aura une incidence, dans les ann??es ?? venir, sur les risques de fractures ost??oporotiques et autres pathologies de l'os. Parmi ces risques, les fractures avec pertes osseuses pr??sentent des d??fis consid??rables et causent un lourd fardeau ??conomique. La soci??t?? Ost??oporose Canada estime que plus de 30 milliards de dollars seront d??pens??s pour le traitement de l???ost??oporose et de leurs fractures associ??es d???ici 2018. La m??thode de comblement des pertes osseuses standard actuelle, soit l'autogreffe, est limit??e et pr??sente des risques pour le patient. ?? titre d'alternative, deux strat??gies ont ??t?? jusqu'?? maintenant ??tudi??es: les syst??mes de lib??ration de facteurs de croissance (?? growth factor delivery systems ??, GFDS) et le d??veloppement de mat??riaux biomim??tiques. Ces deux strat??gies ont comme point commun l'utilisation de facteurs de croissance ost??og??niques comme les prot??ines morphog??n??tiques osseuses (BMPs), telles la BMP-2 (r??f??rence commerciale) et la BMP-9. Malgr?? leur effet important, les BMPs restent couteuses ?? produire. Le laboratoire de N. Faucheux a d??velopp?? un peptide (pBMP-9) d??riv?? de la BMP-9 qui poss??de un effet ost??og??nique d??montr??, mais dont les m??canismes d???action et le comportement en syst??me de lib??ration restent ?? ??tre ??tudi??s. Les objectifs de ce projet de recherche ont donc port?? sur l?????tude du comportement de cellules osseuses pr??ost??oblastes murins (MC3T3-E1) face ?? ces facteurs de croissance ainsi que sur le suivi et la mod??lisation des cin??tiques de lib??ration du pBMP-9 ?? partir d???une matrice de collag??ne, utilis??e actuellement en clinique. Le m??moire poss??de ainsi trois volets. Le premier volet de ces travaux a consist?? ?? faire une revue de la litt??rature sur le processus de r??g??n??ration osseuse endochondrale afin de bien comprendre le r??le jou?? par les facteurs de croissance et cerner les d??fis de conception d???un GFDS utilis?? en r??g??n??ration osseuse. Les nouvelles approches de GFDS ont ??t?? revues en d??tail ainsi que les principaux mod??les math??matiques d??velopp??s et appliqu??s aux mol??cules th??rapeutiques. Cette revue de la litt??rature a ??t?? publi??e dans Journal of Controlled Release. Le second volet de ces travaux s???est pench?? sur l?????tude et la mod??lisation math??matique des cin??tiques de lib??ration du pBMP-9 ?? partir d???hydrogels de collag??ne. Les r??sultats exp??rimentaux ont men?? ?? la r??daction d???un article qui vient d?????tre accept?? dans la revue Journal of Controlled Release. Cette ??tude consistait ?? ??valuer les m??canismes de transfert de masse impliqu??s dans la lib??ration pour diff??rentes concentrations de pBMP-9 ?? partir d'hydrogels de collag??ne. Les cin??tiques de lib??ration ont ??t?? mod??lis??es et ont montr?? la pr??sence d'interactions importantes entre le pBMP-9 et les fibres de collag??ne. Le troisi??me volet a consist?? ?? d??terminer l'effet dose de la BMP-9 et de la BMP-2 sur la capacit?? des MC3T3-E1 ?? se diff??rencier en pr??sence ou en absence de s??rum de veau foetal (?? foetal bovine serum ??, FBS). Ces travaux ont conduit ?? la r??daction d???un article qui vient d?????tre accept?? dans la revue Tissue Engineering Part A. La BMP-9 ??tant jusqu'alors mal comprise, l'??tude s'est pench??e sur cette prot??ine tout en ayant comme objectif de transposer les connaissances au pBMP-9. Les r??sultats ont d??montr?? que les m??canismes d'action de la BMP-9 ??taient tr??s diff??rents de ceux de la BMP-2 en pr??sence de FBS. Les r??sultats ont ??galement permis d'??tablir que, ?? l'instar de la BMP-2, la pr??sence de FBS potentialise fortement l'effet ost??og??nique de la BMP-9. Cet effet a d???ailleurs pu ??tre r??cr???? par l???IGF-2. Les conclusions de ce travail favoriseront le d??veloppement de syst??mes de lib??ration ost??og??niques plus efficaces.

Le vieillissement croissant de la population canadienne aura une incidence, dans les ann??es ?? venir, sur les risques de fractures ost??oporotiques et autres pathologies de l'os. Parmi ces risques, les fractures avec pertes osseuses pr??sentent des d??fis consid??rables et causent un lourd fardeau ??conomique. La soci??t?? Ost??oporose Canada estime que plus de 30 milliards de dollars seront d??pens??s pour le traitement de l???ost??oporose et de leurs fractures associ??es d???ici 2018. La m??thode de comblement des pertes osseuses standard actuelle, soit l'autogreffe, est limit??e et pr??sente des risques pour le patient. ?? titre d'alternative, deux strat??gies ont ??t?? jusqu'?? maintenant ??tudi??es: les syst??mes de lib??ration de facteurs de croissance (?? growth factor delivery systems ??, GFDS) et le d??veloppement de mat??riaux biomim??tiques. Ces deux strat??gies ont comme point commun l'utilisation de facteurs de croissance ost??og??niques comme les prot??ines morphog??n??tiques osseuses (BMPs), telles la BMP-2 (r??f??rence commerciale) et la BMP-9. Malgr?? leur effet important, les BMPs restent couteuses ?? produire. Le laboratoire de N. Faucheux a d??velopp?? un peptide (pBMP-9) d??riv?? de la BMP-9 qui poss??de un effet ost??og??nique d??montr??, mais dont les m??canismes d???action et le comportement en syst??me de lib??ration restent ?? ??tre ??tudi??s. Les objectifs de ce projet de recherche ont donc port?? sur l?????tude du comportement de cellules osseuses pr??ost??oblastes murins (MC3T3-E1) face ?? ces facteurs de croissance ainsi que sur le suivi et la mod??lisation des cin??tiques de lib??ration du pBMP-9 ?? partir d???une matrice de collag??ne, utilis??e actuellement en clinique. Le m??moire poss??de ainsi trois volets. Le premier volet de ces travaux a consist?? ?? faire une revue de la litt??rature sur le processus de r??g??n??ration osseuse endochondrale afin de bien comprendre le r??le jou?? par les facteurs de croissance et cerner les d??fis de conception d???un GFDS utilis?? en r??g??n??ration osseuse. Les nouvelles approches de GFDS ont ??t?? revues en d??tail ainsi que les principaux mod??les math??matiques d??velopp??s et appliqu??s aux mol??cules th??rapeutiques. Cette revue de la litt??rature a ??t?? publi??e dans Journal of Controlled Release. Le second volet de ces travaux s???est pench?? sur l?????tude et la mod??lisation math??matique des cin??tiques de lib??ration du pBMP-9 ?? partir d???hydrogels de collag??ne. Les r??sultats exp??rimentaux ont men?? ?? la r??daction d???un article qui vient d?????tre accept?? dans la revue Journal of Controlled Release. Cette ??tude consistait ?? ??valuer les m??canismes de transfert de masse impliqu??s dans la lib??ration pour diff??rentes concentrations de pBMP-9 ?? partir d'hydrogels de collag??ne. Les cin??tiques de lib??ration ont ??t?? mod??lis??es et ont montr?? la pr??sence d'interactions importantes entre le pBMP-9 et les fibres de collag??ne. Le troisi??me volet a consist?? ?? d??terminer l'effet dose de la BMP-9 et de la BMP-2 sur la capacit?? des MC3T3-E1 ?? se diff??rencier en pr??sence ou en absence de s??rum de veau foetal (?? foetal bovine serum ??, FBS). Ces travaux ont conduit ?? la r??daction d???un article qui vient d?????tre accept?? dans la revue Tissue Engineering Part A. La BMP-9 ??tant jusqu'alors mal comprise, l'??tude s'est pench??e sur cette prot??ine tout en ayant comme objectif de transposer les connaissances au pBMP-9. Les r??sultats ont d??montr?? que les m??canismes d'action de la BMP-9 ??taient tr??s diff??rents de ceux de la BMP-2 en pr??sence de FBS. Les r??sultats ont ??galement permis d'??tablir que, ?? l'instar de la BMP-2, la pr??sence de FBS potentialise fortement l'effet ost??og??nique de la BMP-9. Cet effet a d???ailleurs pu ??tre r??cr???? par l???IGF-2. Les conclusions de ce travail favoriseront le d??veloppement de syst??mes de lib??ration ost??og??niques plus efficaces.