Les traitements actuels de l’arthrose ne sont pas étiologiques. Il est alors nécessaire de développer de nouveaux axes thérapeutiques. L’utilisation des cellules stromales mésenchymateuses (CSM) est prometteuse notamment en raison de leurs capacités immunomodulatrices. L’injection intra-articulaire des CSM présente quelques limites majeures qui pourraient être contournées par leur incorporation dans des biomatériaux. Cependant, le maintien des capacités immunomodulatrices des CSM après encapsulation n’a jamais été vérifié. Dans ce contexte, ce travail de thèse a consisté à encapsuler les CSM dans l’alginate et l’hydroxypropyl methylcellulose silanisée (HPMC-Si) puis à étudier leur biofonctionnalité. Dans un premier temps, une méthode de génération de particules d’HPMC-Si a été mise au point. Les particules d’alginate et d’HPMC-Si ont été caractérisées. La taille, les propriétés de diffusion et les propriétés mécaniques des particules fabriquées ont été analysées et comparées. Dans un second temps, les cellules ont été encapsulées dans les 2 matériaux puis caractérisées par une étude de leur viabilité et de leur prolifération pendant 1 mois. Enfin, le maintien des capacités immunomodulatrices des CSM après encapsulation a été investigué. Ces travaux de thèse ont permis de démontrer que : (i) les particules d’alginate et d’HPMC-Si possèdent des propriétés différentes ; (ii) les CSM encapsulées dans les 2 matériaux restent viables et (iii) l’encapsulation des CSM n’altère pas leurs capacités immunomodulatrices. Ces travaux de thèse sont ainsi encourageants pour une potentielle application des CSM encapsulées dans le traitement de l’arthrose. / Existing drug therapies for osteoarthritis (OA) provide, at best, symptomatic relief from pain and fail to prevent cartilage damage. Mesenchymal Stromal Cells (MSC) have generated interest since they secrete immunomodulatory factors. Direct injection of MSCs in OA suffers major limitations. To overcome these limitations, several studies have proposed to entrap MSC within biomaterials. However, their immunomodulatory properties after encapsulation have not been investigated. In this context, this work aimed to entrap MSC within spherical particles derived from alginate or from silanized hydroxypropyl methylcellulose (Si-HPMC) and to investigate their biofunctionality. First, a protocol of Si-HPMC particles generation was assessed. Alginate and Si-HPMC particles were characterized. Size, diffusion and mechanical properties of generated particles were studied and compared. Secondly, MSC were entrapped within alginate or Si- HPMC. Their viability and their ability to proliferate were evaluated for up to one month after encapsulation. Lastly, the biofunctionality of encapsulated MSC was investigated in order to harness their therapeutic properties for the treatment of OA. In summary, we have shown that: (i) alginate and Si-HPMC particles exhibit different properties; (ii) both alginate and Si-HPMC particles support MSC survival and (iii) MSC encapsulated in alginate or Si-HPMC are sensitive to pro-inflammatory cytokines and respond to this stimulation by increasing their secretion of bioactive factors. These findings are promising for a potential application of encapsulated MSC to OA treatment.

Les plaquettes sanguines sont des cellules qui ont un rôle majeur au cours des processus de l’hémostase primaire et jouent un rôle primordial dans l’immunité innée mais aussi adaptative. Ces cellules anucléées ont une capacité sécrétoire très importante de facteurs solubles notamment de cytokines, de chimiokines (CK/CH) et de facteurs immunomodulateurs. L’émergence du rôle inflammatoire des plaquettes sanguines dans la communauté scientifique a soulevé de nombreuses questions auxquelles nous essayons de répondre dans ce manuscrit. La majorité de ces questions repose sur la capacité de ces cellules anucléées à répondre de manière régulée à des stimuli complexes. Nos investigations pour répondre à ces questions ont été réalisées dans un contexte transfusion sanguine. Au cours de nos travaux, nous avons mis en évidence la corrélation des profils de sécrétion plaquettaire avec les récepteurs membranaires et les voies de signalisations intraplaquettaires engagées. Les plaquettes expriment plusieurs récepteurs immunitaires sur leur surface notamment les « Pattern recognition receptors » (PRR) et des récepteurs aux CK/CH. Nous avons démontré et caractérisé la fonction d’un nouveau récepteur plaquettaire, le Siglec-7. Ce récepteur est localisé dans les granules a ; son expression sur la membrane est corrélée avec l’état d’activation plaquettaire. Le Siglec-7 a une avidité élevée avec les molécules composées d’α2,8-disialyl (NeuAcα2,8NeuAcα2,3Gal) et de α2,6-sialyl (Gal-b1,3[NeuAcα2,6]HexNAc) (comme les gangliosides GD2, GD3 et GT1b). L’engagement de ce récepteur peut induire l’apoptose plaquettaire par la voie intrinsèque et extramitochondriale. Ce processus nécessite l’engagement du récepteur GPIIbIIIa et P2Y1 et la signalisation de la voie de PI3k. Nous avons également étudié et mis en évidence une composante inflammatoire multifactorielle dans les effets indésirables des receveurs (EIR) et trouvé dans les concentrés plaquettaires (CP), plusieurs facteurs solubles ayant une valeur prédictive élevée pour la survenue des EIR, notamment le sCD40L et l’IL-13. Nous avons confirmé que la concentration de ces facteurs augmente au cours de temps de stockage des CP, étant, en partie, responsable du taux élevé de l’EIR des CP âgés. Enfin, en plus de la conservation, les processus de préparation des CP peuvent aussi avoir des impacts sur les propriétés inflammatoires des plaquettes. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus, permettant d’argumenter sur le rôle présumé de sentinelle des plaquettes sanguines humaines. Ainsi, mes travaux s’inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l’étude du rôle des plaquettes comme cellules de l’immunité à composante inflammatoire / Blood platelets are non-nucleated cells and play a major role in primary hemostasis and a key role in inflammation, innate and adaptive immunity. They secrete a large variety of soluble factors including cytokines/chemokines (CK/CH) and immunomodulator factors. The emergence of their inflammatory role has raised numerous questions based on the ability of platelets to respond to complex stimuli. Our investigations to answer these questions were realized in the context of platelet component transfusion. In our study, we demonstrated the correlation between the platelet secretion of soluble factors with their membrane receptors and the signaling pathways involved. Platelets express many immune receptors on their surface, including "Pattern recognition receptors" (PRRs) and receptor for CK/CH. We discovered and characterized the function of a new platelet receptor, the Siglec-7. This receptor is located in the granules a and its expression is correlated to the platelet activation level. The Siglec -7 has a high avidity with the molecules composed of α2,8-disialyl (NeuAcα2,8NeuAcα2,3Gal) and of α2,6-sialyl (Gal-b1,3[NeuAcα2,6]HexNAc) (ganglioside GD2 , GD3 and GT1b). Stimulation of this platelet receptor may induce platelet apoptosis by the intrinsic and extramitochondrial pathway. This process requires the engagement of GPIIbIIIa and P2Y1 receptor and the PI3K pathway. We also demonstrated a multifactorial inflammatory component in adverse effects issuing from platelets transfusion, and identified many soluble factors which have a high predictive value of Acute Transfusion Reactions (ATR) occurrence, such as sCD40L and IL- 13. We confirmed that the concentration of these factors increases during storage time of platelet component (PC), being partly responsible for the high rate of ATR by old PC. Finally, in addition to the PC conservation, the process of PC preparation may also have impacts on the inflammatory properties of platelets. These studies showed that the platelet inflammatory response is regulated by the stimulus, explaining the sentinel role of human blood platelets. Therefore, my work contributes to the re-exploration of inflammatory function of these cells and studies their role as an immune cell with an inflammatory component

Les plaquettes sanguines sont des cellules qui ont un rôle majeur au cours des processus de l'hémostase primaire et jouent un rôle primordial dans l'immunité innée mais aussi adaptative. Ces cellules anucléées ont une capacité sécrétoire très importante de facteurs solubles notamment de cytokines, de chimiokines (CK/CH) et de facteurs immunomodulateurs. L'émergence du rôle inflammatoire des plaquettes sanguines dans la communauté scientifique a soulevé de nombreuses questions auxquelles nous essayons de répondre dans ce manuscrit. La majorité de ces questions repose sur la capacité de ces cellules anucléées à répondre de manière régulée à des stimuli complexes. Nos investigations pour répondre à ces questions ont été réalisées dans un contexte transfusion sanguine. Au cours de nos travaux, nous avons mis en évidence la corrélation des profils de sécrétion plaquettaire avec les récepteurs membranaires et les voies de signalisations intraplaquettaires engagées. Les plaquettes expriment plusieurs récepteurs immunitaires sur leur surface notamment les " Pattern recognition receptors " (PRR) et des récepteurs aux CK/CH. Nous avons démontré et caractérisé la fonction d'un nouveau récepteur plaquettaire, le Siglec-7. Ce récepteur est localisé dans les granules a ; son expression sur la membrane est corrélée avec l'état d'activation plaquettaire. Le Siglec-7 a une avidité élevée avec les molécules composées d'α2,8-disialyl (NeuAcα2,8NeuAcα2,3Gal) et de α2,6-sialyl (Gal-b1,3[NeuAcα2,6]HexNAc) (comme les gangliosides GD2, GD3 et GT1b). L'engagement de ce récepteur peut induire l'apoptose plaquettaire par la voie intrinsèque et extramitochondriale. Ce processus nécessite l'engagement du récepteur GPIIbIIIa et P2Y1 et la signalisation de la voie de PI3k. Nous avons également étudié et mis en évidence une composante inflammatoire multifactorielle dans les effets indésirables des receveurs (EIR) et trouvé dans les concentrés plaquettaires (CP), plusieurs facteurs solubles ayant une valeur prédictive élevée pour la survenue des EIR, notamment le sCD40L et l'IL-13. Nous avons confirmé que la concentration de ces facteurs augmente au cours de temps de stockage des CP, étant, en partie, responsable du taux élevé de l'EIR des CP âgés. Enfin, en plus de la conservation, les processus de préparation des CP peuvent aussi avoir des impacts sur les propriétés inflammatoires des plaquettes. Ces travaux montrent que la réponse inflammatoire plaquettaire est régulée en fonction du stimulus, permettant d'argumenter sur le rôle présumé de sentinelle des plaquettes sanguines humaines. Ainsi, mes travaux s'inscrivent dans la ré-exploration de la fonction inflammatoire des plaquettes sanguines et l'étude du rôle des plaquettes comme cellules de l'immunité à composante inflammatoire