Tableau d'honneur de la FÉSP / Chez les patients diabétiques, plusieurs mécanismes intervenant dans la guérison de plaies sont affectés par l’hyperglycémie. Ainsi, ils sont plus à risque de développer des ulcères chroniques présentant un haut risque d’infection et pouvant même mener à une amputation des membres inférieurs. Les recherches menées sur les fibroblastes et les kératinocytes provenant de patients diabétiques humains sont principalement effectuées avec des cultures cellulaires monocouches peu représentatives de l’environnement in vivo, ce qui empêche la découverte de traitements efficaces. Notre hypothèse propose que l’intégration de cellules diabétiques dans un modèle de peau reconstruite tridimensionnelle pourrait permettre de mieux comprendre la pathogenèse des plaies chroniques. L’objectif du projet consiste à comparer les caractéristiques de peaux reconstruites diabétiques à des peaux reconstruites saines dans deux processus importants pour la guérison de plaies, soit l’angiogenèse et la reépithélialisation. Nous avons extrait des fibroblastes, des kératinocytes et des cellules endothéliales microvasculaires à partir de biopsies de peau prélevées sur le membre amputé de patients diabétiques. Nous les avons ensuite ensemencés dans un biomatériau en chitosane et en collagène dans lequelles cellules endothéliales forment un réseau microvasculaire alors que les kératinocytes forment un épiderme stratifié. Grâce à ce modèle, nous avons observé que des cellules endothéliales saines cultivées avec des fibroblastes diabétiques formaient des réseaux microvasculaires moins développés qu’avec des fibroblastes sains. De plus, les kératinocytes diabétiques présentaient une très faible capacité de reépithélialisation suivant l’induction d’une plaie comparativement aux contrôles sains. Nous avons mis au point le premier modèle de peau reconstruite endothélialisée diabétique et démontré qu’il reproduit in vitro des caractéristiques importantes associées aux ulcères de pieds diabétiques. Ainsi, ce modèle pourra permettre de mieux comprendre les mécanismes moléculaires et cellulaires altérés par le diabète dans la guérison cutanée et servir à cribler des molécules thérapeutiques pour le traitement des plaies chroniques. / Skin wound healing is severely compromised in patients with diabetes and can lead to ulcer formation requiring lower limb amputation. Previous studies using cells derived from diabetic patients have been mostly conducted in two-dimensional monolayer cultures, which do not reproduce at all the physiology or the structure of the skin and thus limit the discovery of effective treatments. We propose that a three-dimensional reconstructed skin model made with diabetic cells could be useful to better understand the mechanisms underlying diabetic foot ulcer. Our aim was to asses the efficiency of diabetic reconstructed skin in angiogenesis and reepithelialization, which are two crucial processes of wound healing that are impaired by diabetes. We have extracted and cultured fibroblasts, keratinocytes and microvascular endothelial cells from skin biopsies taken on the amputated limb of diabetic patients. The cells were seeded on a biomaterial made of chitosan and collagen, which allowed the endothelial cells to form a capillary network and the keratinocytes to form a stratified epidermis. We have shown that coculture of healthy endothelial cells with diabetic fibroblasts in the model led to the formation of a less extensive vascular network compared to culture with healthy fibroblasts. Additionally, in diabetic reconstructed skins, keratinocytes formed a thinner epidermis with an altered histological aspect compared to healthy reconstructed skins. Following the induction of a wound in our model, diabetic keratinocytes were inefficient in achieving reepithelialization. We have developed the first endothelialized diabetic reconstructed skin, which features important characteristics found in diabetic wounds like a deficiency in the angiogenesis and reepithelialisation process. Therefore, this model could be a powerful tool to investigate the cellular and molecular mechanisms leading to chronic wounds and act as a platform to screen therapies to enhance wound healing.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Pharmacie. Sciences pharmaceutiques. Biologie végétale : Reims : 2007. Reproduction de : Thèse de doctorat : Pharmacie. Sciences pharmaceutiques. Biologie végétale : Lomé (Université des sciences).Togo : 2007. / Thèse de doctorat en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliographie f.149-182.

Thèse de doctorat : Ingénierie cellulaire et tissulaire : Nancy 1 : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Il est présentement difficile de tester les médicaments anti-psoriasiques sur de nombreux échantillons de peaux pathologiques en raison de problèmes éthiques, de disponibilité et de variations interindividuelles. Ainsi, les formulations de médicaments proposées à la population atteinte de psoriasis ne sont pas bien adaptées à leur situation réelle. La pénétration cutanée de drogues est une méthode qui offre un grand potentiel et qui plus est particulièrement attrayante comparativement aux méthodes conventionnelles d'injection ou d'administration orale. Le principal objectif de notre étude est de présenter un nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques faits à partir de cellules de patients psoriasiques et selon la méthode d'auto-assemblage, afin de tester la pénétration de différentes molécules et de vérifier si le substitut est similaire au tissu pathologique in vivo. En comparaison à la peau normale humaine et à la peau de souris, une fonction barrière efficiente a été observée pour les substituts de peau faits à partir de cellules de patients sains lorsque les molécules suivantes ont été appliquées: l'acide benzoïque, la caféine et l'hydrocortisone. Il est connu dans la littérature que les peaux de patients psoriasiques sont plus perméables. Cette même caractéristique a été observée pour les substituts cutanés préparés à partir de cellules de patients psoriasiques. Ces tests de pénétration cutanée sont un premier pas vers la validation d'un modèle de substituts cutanés pathologiques, précisément psoriasiques, en vue de pouvoir le considérer en tant qu'outil efficace pour des études dermopharmacologiques d'agents anti-psoriasiques.

La stimulation électrique (SE) semble favoriser la cicatrisation des plaies par ses effets sur les fibroblastes. Cependant, son interaction avec les kératinocytes n'a pas été bien établie. Le polypyrrole (PPy) en tant que biomatériau conducteur est un excellent candidat pour délivrer les SE aux cellules, ce qui devient plus évident avec le développement de la nouvelle membrane souple à base de PPy. Cependant, les faibles propriétés mécaniques limitent l'utilisation de cette membrane. La présente étude visait à améliorer la résistance mécanique de la membrane à base de PPy et étudier les comportements cellulaires et moléculaires des kératinocytes après exposition à des SE via cette nouvelle membrane PPy. Premièrement, la membrane souple à base de PPy a été renforcée par électrofilage, de manière synergique, avec des fibres de polyuréthane (PU) et de polylactide (PLLA). Des tests mécaniques ont confirmé que la résistance à la traction de la membrane a été considérablement augmentée. Ensuite, les kératinocytes ont été cultivés sur la membrane PPy renforcée, puis stimulés par des intensités électriques de 100 ou 200 mV mm⁻¹ pendant 6 ou 24 heures. Les cellules stimulées présentaient une capacité proliférative considérablement accrue. Les sécrétions d'IL-6, IL-1α, IL-8, GROα, FGF2 et VEGF-A ont également augmenté. Fait intéressant, l'SE de 24 heures a induit une « mémoire de stimulation » car les cellules stimulées ont montré une augmentation significative de formation de colonies (CFE) après 6 jours après l'exposition à la stimulation électrique. De plus, l'expression des kératines 5, 14 et 10/13 était significativement augmentée par la SE. La SE a augmenté l'expression de la phosphorylation des kinases ERK1/2. L'expression des protéines des kératinocytes de la peau humaine peut être activée par des stimulations électriques appropriées pour favoriser la cicatrisation des plaies cutanées. La membrane PPy souple renforcée peut servir de pansement conducteur pour faciliter l'exposition de la plaie à une stimulation électrique pour favoriser sa cicatrisation. / Keratinocytes as the principal skin cell type play a major role in wound closure. In the meantime, electrical stimulation (ES) has been found effective in promoting wound healing. However, the role of ES on keratinocytes has not been well established. Polypyrrole (PPy), especially the recently developed soft PPy membrane, is an electrically conductive biomaterial and a good candidate to deliver ES to cells. However, the weak mechanical strength of the soft PPy membrane has limited its practical use. The present work was to enhance the mechanical strength of this soft PPy membrane and to investigate the cellular and molecular behaviors of the keratinocytes underwent ES via this novel PPy membrane. Firstly, the soft PPy membrane was synergically reinforced with polyurethane (PU) and poly (L-lactic acid) (PLLA) fibers through electrospinning technology. Mechanical tests confirmed the significantly increased tensile strength, which rendered the originally fragile PPy membrane strong enough to stand ordinary manipulations without compromising its electrical properties. Afterwards, HaCaT keratinocytes were cultured on the PU/PLLA reinforced PPy membranes under electrical intensities of 100 and 200 mV mm⁻¹ for 6 or 24 hr. The electrically stimulated cells exhibited a considerably increased proliferative ability. Meanwhile, secretions of the IL-6, IL-1α, IL-8, GROα, FGF2 and VEGF-A increased as well. Interestingly, the 24 hr ES induced a "stimulus memory" by showing a significant rise in colony forming efficiency (CFE) 6 days post-ES. Additionally, the expressions of keratin 5, keratin 14, keratin 10 and keratin 13 were significantly modulated by ES. Finally, the phosphorylation of ERK1/2 kinases was regulated by ES. The overall results demonstrated that the proliferation, differentiation, and protein expression of human skin keratinocytes can be activated through appropriate ES to benefit skin wound healing. Moreover, the PU/PLLA reinforced soft PPy membrane may server as a conductive wound dressing to facilitate ES to wound.

Tableau d’honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2010-2011 / La méthode d'auto-assemblage permet la production de substituts cutanés sans matériel exogène. L'objectif principal de notre travail a été de modifier cette méthode originale afin de produire un nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques fabriqués à partir de cellules psoriasiques. Dans un premier temps, des substituts sains ont été cultivés en présence et en absence de sérum de veau foetal dans le but d'optimiser les conditions de culture. Puis, des analyses histologiques, immunohistochimiques, de perméabilité et des propriétés physico-chimiques ont été réalisées. Les résultats obtenus ont permis de conclure que le retrait du sérum à partir de la culture à l'interface air-liquide ne cause aucun problème majeur au niveau de la différenciation épidermique, de la jonction dermo-épidermique, du derme et de la perméabilité des substituts. De plus, des analyses par spectroscopic infrarouge à transformée de Fourier ont permis d'observer que le retrait du sérum améliore même l'organisation lipidique pour trois des cinq populations cellulaires testées. Parallèlement à cette étude, des substituts psoriasiques ont été produits à partir de cellules psoriasiques dans le but de vérifier si ces derniers allaient permettre la conservation de ce phénotype en culture. Des analyses histologiques et immunohistochimiques ont été effectuées et ont permis d'observer que le phénotype psoriasique (hyperprolifération et différenciation anormale des kératinocytes) est en partie conservé dans les substituts pathologiques. De plus, lors d'un traitement à l'acide rétinoïque, ceux-ci réagissent de façon similaire à ce qui est observé dans les peaux psoriasiques in vivo. Finalement, des substituts produits à partir de cellules non lésionnelles ont été reconstruits pour vérifier s'il existait une différence entre les cellules lésionnelles et non lésionnelles d'un même patient. Les résultats ont permis d'observer que les cellules non lésionnelles ne sont pas totalement «normales» et qu'elles conservent en partie les caractéristiques du psoriasis. En conclusion, ce nouveau modèle de substituts cutanés pathologiques pourrait devenir un puissant outil dermopharmaceutique permettant de tester de nouveaux traitements pour vaincre le psoriasis.

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Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2007. / Bibliogr.: f. [122]-127. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

L'objectif du présent projet était d'optimiser le modèle de peau reconstruite par génie tissulaire déjà mis au point par notre équipe afin qu'il stimule le processus de régénération nerveuse après greffe pour améliorer la récupération tactile des grands brûlés. Nous avons utilisé des follicules pileux murins et des neurones sensoriels extraits des ganglions de la racine dorsale de f?tus de souris et avons posé comme hypothèse que les poils avaient une influence positive sur la migration axonale. Une élongation vigoureuse des neurites a été détectée à l'intérieur du derme reconstruit. En présence de cellules épithéliales, il y a eu une migration préférentielle des axones vers les follicules pileux immatures implantés dans le modèle, migration qui a été suivie d'une association étroite des axones et des follicules pileux. Nous avons donc développé avec succès un modèle nous permettant d'étudier les effets de l'épiderme et des follicules pileux sur la croissance des nerfs.

L’objectivation de produits cosmétiques est une préoccupation importante pour les industriels et pour les consommateurs. La plupart des évaluations demeurent très subjectives du fait de la complexité des phénomènes visuels mis en jeu. Nous proposons d’utiliser les techniques de rendu visuel et de synthèse du visage en 3D pour développer un système d’évaluation quantitative des effets cosmétiques. Cette thèse est composée de trois parties. La première partie présente un dispositif de numérisation 3D du visage humain basé sur une technique de lumière structurée. Le motif prêté est composé de lignes colorées qui sont traitées par bloc et non point par point afin de rendre le système robuste vis-à-vis des conditions d’acquisition. La seconde partie concerne la modélisation de l’interaction lumière-peau basée sur l’approche BSSRDF de Jensen. Ce modèle permet d’extraire des paramètres quantitatifs pour évaluer des propriétés optiques de la peau. Le système d’acquisition 3D du visage est alors complété pour évaluer quantitativement des effets cosmétiques complexes. Une approche plus qualitative par rendu est aussi proposée. La troisième partie est consacrée à l’expérimentation lors d’un essai mené en milieu industriel. Le système se révèle particulièrement efficace pour évaluer quantitativement les effets cosmétiques souvent difficiles à appréhender pour un observateur expert. Cette thèse est valorisée par une proposition de système brevetable pour évaluer des effets cosmétiques complexes. / The objectification of cosmetic products is a major concern for both manufacturers and consumers. Most evaluations methods still very subjective due to the complex visual modifications. We propose to use the techniques of visual rendering and 3D facial synthesis to develop a system of quantitative assessment of cosmetic effects. This thesis consists of three parts. The first part presents a device for human face 3D scanning based on a structured light technique. The projected pattern is composed of colored strips separated by black gaps. Unlikely to the classic approaches, these strips are treated as blocks in the captured image. This procedure makes the proposed system more robust against the variation of the ambient conditions. The second part uses the BSSRDF of Jensen to model the interaction between light and skin. This model allows the extraction of quantitative parameters to assess the optical properties of the skin. The 3D acquisition system is then enhanced in order to be able to quantitatively evaluate the complex effects of the cosmetic product. Another qualitative evaluation approach is also proposed using the 3D rendering. The third part is devoted to experiment results conducted in collaboration with a cosmetic industry. The system is particularly effective to quantitatively evaluate the cosmetic effects which are usually difficult to grasp for an expert observer. Using the work of this thesis a patentable system to evaluate the cosmetic effects is proposed.