Cancer est avere etre une dissemination metastatique et touts ses etapes sont obligatoirement commis par des interactions specifiques entre lescellules tumorales et leur microenvironement. ECM est specifiquement structuree et hautement responsable de ces interactions et de la signalisation de celui-ci. En raison des interactions accordes fines, il peut en resulter dans l' expression du gene altere, et contribuer dans le remodelage de l' ECM dans les conditions pathologiques. Proteoglycanes constituent une categorie cledes proteines glycosylees specials, qui outre le role de structure, sont egalement impliques dans la croissance et la metastase du cancer. SLRPs constituent des molecules biologiquement actifs et sont generalemnt characterises comme les voies de signalisation multifonctions. Lumicane, molecule cle de cette these, appartient aus SLRPs et son effet anticacereux seront etudiees efficaciment. L'objectif de cette these, est de decouvrir la voie de signalisation, dans lequel lumicane actes, est encore reste inconue. / Cancer is proved to be a metastatic dissemination and all its stages are obligatorily perpetrated through specific interactions between tumor cells and their microenvironment. Specifically structured ECM is highly responsible for these interactions and the signalling thereof. Because of the fine tuned interactions,it can result in altered gene expression and contribute to remodeling of ECM under pathological conditions. Proteoglycans constitute a key category of special glycosylated proteins, which apart from the structural role, are also involved in all steps of cancer growth and metastasis. SLRPs constitute biologically active molecules of ECM and ususally are characterised as multifunctional signalling molecules. Lumican, key molecule of the thesis, belongs to the SLRPs and its anticancer effect will extensively be studied. The goal of the thesis is to discover the signalling pathway, in which lumican acts,and still remains unknown.

Les glycosaminoglycannes : implication dans la régénération tissulaire après ischémie et utilisation de mimétiques comme agents potentialisateurs des progéniteurs endothéliaux humains pour la régénération vasculaire. Contexte scientifique : Les pathologies vasculaires représentent la première cause de décès dans le monde. Parmi elles, l'ischémie chronique des membres inférieurs conduit fréquemment à une amputation du membre et est associé à une forte mortalité. Les thérapies actuelles, incluant un meilleur mode de vie, les traitements prophylactiques et les interventions chirurgicales ne permettent pas de soigner définitivement les patients. Les progéniteurs endothéliaux circulants (PEC) présentent une capacité de prolifération très élevée, forme des vaisseaux in vivo et s'intègre naturellement à des réseaux vasculaires préexistants. C'est pourquoi, ces cellules sont actuellement considérées comme un outil thérapeutique prometteur pour la réparation vasculaire. Cependant, l'utilisation des PEC en clinique est limitée par leur rareté dans le sang. De plus, les essais cliniques en thérapie cellulaire ont jusqu'à maintenant démontré des résultats prometteurs mais systématiquement limités dans le temps, à cause d'une faible rétention et d'une mort accrue des cellules après injection. Ceci souligne l'importance d'une meilleure compréhension du microenvironnement dans lequel les cellules thérapeutiques sont injectées. Le microenvironnement est en partie constitué par des glycosaminoglycannes (GAG) sulfatés, tels que les Héparanes Sulfates (HS) ou les Chondroïtines Sulfates (CS). Les GAG interagissent avec des partenaires protéiques afin de structurer et de stabiliser la matrice extracellulaire. Les GAG ont également un rôle fonctionnel puisqu'ils régulent de nombreux processus biologiques grâce à leur capacité d'interaction avec des facteurs liant l'héparine.Objectifs: Les objectifs de cette thèse étaient (1) d'améliorer l'isolement des PEC et d'optimiser leurs fonctionnalités endothéliales in vitro à l'aide d'un mimétique de GAG, (2) de caractériser d'un point de vue structurel et fonctionnel les GAG endogènes, et en particulier les HS et les CS, dans le muscle ischémié.Résultats: (1) Nous avons démontrés que l'ajout d'un mimétique de GAG, et plus précisément le composé [OTR4131], pendant les phases d'isolement des PEC à partir du sang de cordon induisait un enrichissement par 4 du nombre de colonies. De plus, l'ajout de ce mimétique dans le milieu de culture permet d'optimiser l'adhérence, la prolifération, la migration ainsi que l'auto-renouvellement des PEC. (2) L'ischémie induit une modification de l'expression des gènes de biosynthèse des GAG, conduisant à des modifications structurelles distinctes des HS et CS. Ces modifications sont corrélées avec des changements dans la capacité des GAG à lier certains facteurs et à moduler l'activité cellulaire. De plus, les CS forment une marque cicatricielle après ischémie.Conclusion & Perspectives: (1) Le mimétique de GAG [OTR4131] devrait permettre d'optimiser les capacités d'expansion des PEC et leurs propriétés endothéliales pour une application thérapeutique. (2) Un intense remodelage des GAG suit l'accident ischémique et perturbe l'activité des facteurs de croissance. Le contrôle des CS constitue une nouvelle approche thérapeutique pour le traitement des lésions du muscle squelettique.Mots-clés : angiogenèse, progéniteurs endothéliaux circulants, glycosaminoglycannes, facteurs liant l'héparine, ischémie, régénération musculaire, réparation vasculaire / Glycosaminoglycans: involvement in tissue regeneration after ischemia and use of mimetic molecules as potentiating agents of human endothelial progenitor cells for vascular regenerationScientific background: Vascular diseases are the leading causes of death in the world. Among them, critical limb ischemia often leads to amputation of the limb and potential mortality. Current therapies including life style management, pharmacological control of risk factors and surgical revascularization do not completely reverse the pathology. Late-outgrowth endothelial colony-forming cells (ECFC) display high proliferative potential, form vessels in vivo and are incorporated into pre-existing vascular networks. Thus, these cells are considered as a promising therapeutic tools for vascular repair. However, the use of ECFC in cell therapy is limited by their rarity in blood. In addition, clinical trials using cell therapy have demonstrated promising results, but there are still a significant problem with poor cell retention and survival. This underlines the relevance to better knowing the microenvironment on which therapeutic cells are transplanted. Microenvironment is in part composed by sulfated glycosaminoglycans (GAG), such as Heparan Sulfate (HS) or Chondroitin Sulfate (CS). GAG interact with proteins to strengthen the structure and stability of the extracellular matrix. GAG have also functional roles since they regulate numerous biological processes through their abilities to interact with heparin-binding growth factors (HBGF).Objectives: The aim of this thesis was (1) to improve production of ECFC and optimize their endothelial properties in vitro using a GAG mimetic molecule, (2) to characterize structurally and functionally endogenous GAG, especially HS and CS species, in ischemic muscle.Results: (1) We demonstrate that the addition of a GAG mimetic molecule, namely the [OTR4131] compound, during the isolation process of ECFC from cord blood induces a 4 fold increase the number of colonies. Moreover, addition of [OTR4131] to cell culture media improves adhesion, proliferation, migration and self-renewal of ECFC. (2) Ischemia induces modifications of expression of GAG biosynthetic enzymes in muscle, leading to changes in HS and CS structures in distinct ways. These changes are correlated with functional modifications of GAG to bind HBGF and to modulate cell activity. Moreover, CS constitute a persistent hallmark of injury after ischemia.Conclusion & Perspectives: (1) The [OTR4131] GAG mimetic should enable optimization of the expansion capacity and the endothelial properties of ECFC for further therapeutic applications. (2) Intense GAG remodeling follows ischemia and disrupts growth factors activities. The control of CS is a promising new therapeutic approach for the treatment of skeletal muscle injury.Keywords: angiogenesis, endothelial progenitor cell, glycosaminoglycans, heparin binding growth factor, ischemia, muscle regeneration, vascular repair

Les Glycosaminoglycannes (GAGs) sont une famille de polysaccharides principalement localisés au niveau de la matrice extracellulaire et de la membrane plasmique. Ils peuvent interagir avec des facteurs de croissance et des cytokines pour réguler leurs activités, participer à des transports protéiques à travers la membrane cellulaire, moduler les activités de certaines enzymes telles que les cathepsines (enzymes lysosomales). Toutes ces activités démontrent que les GAGs jouent des rôles primordiaux dans la régulation de la croissance, la différenciation, l'adhésion, l'inflammation et la mort cellulaire.L'implication de ces polysaccharides dans la régulation de l'apoptose via la voie mitochondriale n'a toujours pas été déterminée. Ici, nous démontrons dans un modèle cellulaire de fibroblastes de peau en culture primaire, soumis à un stress oxydatif par de l'H2O2, qu'un mimétique des GAGs, l'OTR4120, est capable de protéger la membrane du lysosome, de réduire le taux de ROS intracellulaires et d'inhiber la chute du potentiel de membrane mitochondrial et ainsi d'empêcher la libération du cytochrome c et l'activation des activités caspases-9 et -3 sans affecter la voie extrinsèque de l'apoptose. Les héparanes sulfates et les chondroïtines sulfates au contraire de l'héparine, ont montré un effet protecteur de l'apoptose en inhibant les protéines clefs de ce processus de mort cellulaire. Ainsi, les GAGs naturels et l'OTR4120 sont capables s'opposer à l'apoptose, en inhibant l'activité de la cathepsine D libérée dans le cytosol, empêchant ainsi l'activation de la voie intrinsèque de l'apoptose via la mitochondrie. Ces résultats ouvrent de nouveaux horizons notamment dans certaines maladies où le stress oxydatif est impliqué comme c'est le cas de certaines maladies neurodégénératives comme la maladie de Parkinson.La cause de la maladie de Parkinson (MP) qui affecte les neurones dopaminergiques demeure encore mystérieuse, bien que différentes preuves soutiennent les hypothèses impliquant des dysfonctionnements mitochondriaux et une accumulation d'α-synucléine comme étant les événements majeurs dans cette physiopathologie. Récemment, la cathepsine D a été impliquée dans des processus de mort cellulaire et montrée comme étant surexprimée dans des modèles de la MP. De plus, apparait être l'une des principales enzymes responsables de la dégradation de l'α-synucléine. Puisque les glycosaminoglycannes (GAGs) sont capables de réguler l'activité de la cathepsine D dans des cellules en culture dans une condition de stress, nous avons cherché à démontrer si GAGs pouvaient être localisés à un niveau intracellulaire, où ils pourraient interagir avec la cathepsine D et s'ils étaient capables de réguler l'accumulation/dégradation de l'α-synucléine. Ainsi nous avons mis en place un modèle cellulaire de la MP induit par le MPP+. Nous avons observé que l'expression génétique des enzymes de la biosynthèse des GAGs (HS2ST, HS6ST et CHST8) a été modifiée dans les cellules stressées par la neurotoxine et que leurs taux mesurés par leurs sulfates étaient augmentés plus précisément au niveau des HS. Au contraire, l'absence de GAGs sulfatés induit par le chlorate de sodium, un inhibiteur de la PAPs (donneur de sulfates), a permis d'augmenter l'activité de l'activité cathepsine D et également d'inhiber l'accumulation ou d'induire la dégradation de l'α-synucléine. Pour la première fois, il a été montré que les GAGs sont capables d'agir sur l'activité cathepsine D à l'intérieur de la cellule et de réguler l'accumulation/dégradation de l'α-synucléine. / Pas de résumé anglais

Les protéoglycannes exercent de nombreuses fonctions par le biais de leur partie protéique ou de leurs glycosaminoglycannes. La caractérisation des interactions entre les glycosaminoglycannes et des protéines a ouvert de larges champs d'applications. Dans ce cadre, deux thèmes de recherche ont été développés. <br />Premièrement, nous nous sommes intéressés à un nouveau protéoglycanne appelé endocan. La développement des capacités de production et de purification de cette macromolécule, nous a permis par différentes approches de déterminer le profil structural de sa chaîne glycannique et de sa partie protéique, mais aussi d'étudier les interactions avec plusieurs de ses partenaires protéiques dont l'interféron Γ et l'hépatocyte growth factor, impliqués respectivement dans l'inflammation et le développement tumoral. Parallèlement, une étude structurale et fonctionnelle de l'interaction entre l'interféron gamma et des glycosaminoglycannes de type héparanes sulfates a conduit au développement de mimes oligosaccharidiques obtenus par synthèse chimique. Parmi ces molécules, certaines permettent de moduler in vitro l'activité de la cytokine, et constituent une base possible pour le développement de nouveaux médicaments.

L'Osteoarthrose (OA) est la maladie articulaire la plus répandue avec un impact socio-économique croissant en raison du vieillissement de la population, de l’augmentation de l'obésité et surtout de l'absence d'un traitement efficace. En effet, l’OA est caractérisée par la dégradation inéluctable du cartilage articulaire, l'apoptose des chondrocytes, un remodelage osseux sous-chondral et une inflammation de la synovie. La matrice extracellulaire (MEC) du cartilage est constituée de collagènes et de protéoglycanes (PG) eux-mêmes composés de glycosaminoglycanes (GAG) liés à un corps proteique, présents dans l'ECM ou à la surface cellulaire. Les GAG sont des chaînes polysaccharidiques linéaires sulfatées comprenant les Héparine/Héparan Sulfate (Hep/HS), Chondroitin Sulfate (CS) et Keratan Sulfate (KS). L'acide hyaluronique (AH) est un GAG non sulfaté particulier, non associé à un corps proteique. Dans le cartilage, l'un des principaux composants de la MEC est l'aggrécan, un CS/KS PG qui forme des aggrégats par interaction avec de l’AH. Au cours du vieillissement, des changements dans la qualité des PG ouvrent la voie à l’OA et les études depuis 60 ans se concentrent sur les aggrécans et le catabolisme des CS. En effets, les niveaux d'expression des CS, la taille de leurs chaînes, leurs profils de sulfatation évoluent, affectant les propriétés mécaniques de la MEC. Cependant, les traitements actuels de visco-supplémentation à base d’injections locales de CS ont démontré leur limite puisque la réparation du cartilage n'est pas induite. Même si ils sont rares dans le cartilage adulte, les HSPG sont associés aux chondrocytes et leurs rôles a été démontrée lors du développement osseux. Or les HS sont des régulateurs de l’homéostasie très importants car ils peuvent lier et réguler l'activité de protéines liant l'héparine (HBP) (facteurs de croissance, cytokines, chimiokines, morphogènes), les protégeant contre la protéolyse et potentialisant leur liaison à leurs récepteurs. Tous ces effets sont contrôlés par les profils de sulfatation complexes des chaînes d’HS.Dans ce contexte les objectifs de cette thèse sont de caractériser l'évolution de la signature chimique et de la fonctionnalité des HS au cours de l’OA. En collaboration avec les Rhumatologistes et Orthopédistes de l’Hopital Henri Mondor, une évaluation quantitative des HS dans des échantillons de cartilage humain contrôle versus OA a été corrélée à la gravité des dommages. Grace à la plateforme glycomic du CRRET, des modifications dans les profils de sulfatation des disaccharides de HS ont été observées et confirmées par des analyses de l'expression des enzymes de la biosynthèse des GAG. Ces caractéristiques structurales ont été corrélées à des changements fonctionnels de l’affinité des GAG pour des HBP, telles que FGF-2, VEGF et PTN. Enfin, les GAG OA ont des capacités différentes à moduler les propriétés (prolifération, adhésion, phénotype) de cellules souches mésenchymateuses, chondrocytes, fibroblastes et cellules endothéliales. Ces résultats démontrent que des modifications des structures et fonctions des HS pourraient être impliquées dans l'évolution de l'homéostasie du cartilage vers des processus pathologiques au cours de l’OA. Ce projet se positionne clairement comme une recherche fondamentale et translationnelle qui permettra d'acquérir des connaissances sur les mécanismes régulant les interactions cellules/matrice au cours de l'OA. De plus, les outils développés au cours de ce projet ont permis de réaliser 2 projets collaboratifs sur l'hypertension artérielle pulmonaire et une pathologie éosophagique. Enfin, ces données confirment l'intérêt d’identifier de nouvelles cibles glycaniques basées sur la chimie des HS. Cela permettra de proposer une nouvelle stratégie thérapeutique basée sur des composes à même de contrôler les profils de sulfatation de la MEC, dans le but d'améliorer les propriétés de cellules souches thérapeutiques endogènes ou exogènes, associées. / Osteoarthritis (OA) is the most prevalent joint disease with increasing socio-economic impact due to population aging, obesity , and absence of an efficient medical treatment that can repair cartilage. OA is characterized by degradation of articular cartilage, hypertrophy and apoptosis of chondrocytes, subchondral bone remodeling and joint synovial inflammation. Cartilage extracellular matrix (ECM) consists of collagens, glycoproteins and proteoglycans (PGs) that are composed of Glycosaminoglycans (GAGs) linked to core proteins, presents in the ECM or at the cell surface. GAGs are linear polysaccharidic sulfated chains including Heparine/Heparan Sulfate (Hep/HS), Chondroitin Sulfate (CS) and Keratan Sulfate (KS) families. Hyaluronic acid (HA) is a particular un-sulfated GAG no associated to core protein. In cartilage, one of the major ECM component is aggrecan, a CS/KS PG that form aggregate through HA interaction. During the aging process, changes in PGs quality pave the way for OA and studies are focus on aggrecans and CS catabolism since 60 years. CS expression levels, chain size, sulfation patterns evolved during OA, affecting the mechanical properties of ECM. However, treatments based on visco-supplementation with CS local injections have demonstrated their limit since cartilage repair is not induced. Even if rare in adult cartilage, HSPG are present associated to chondrocytes also and their relevance was demonstrated mainly during bone development. HS chains are very important homeostatic regulators because they are able to bind and regulate the activity of several heparin binding proteins (HBP) (growth factors, cytokines, chemokines, morphogens), protecting them against proteolysis and potentiating their binding to their receptors. These interactions provide a stock of regulatory factors that can be release by selective degradation of the HS chains too. All these regulatory effects are mediated through the complex sulfation/acetylation pattern of HS chains but no data are available on this aspect during OA.In this context, the goals of this Thesis were to characterize the evolution of HS chemical signature and functionality during OA. In collaboration with Rheumatology and Orthopedic clinical teams from Henri Mondor Hospital, a quantitative evaluation of HS and CS amount in control versus OA human cartilage samples was correlated to the structural damage severity. According to the tools of the CRRET’s lab glycomic platform, structural changes on HS and CS sulfated disaccharides compositions was observed using HPLC, confirmed by RQ-PCR analyzes of the expression of enzymes involved in GAG biosynthesis. These structural features were correlated to functional changes on HBP affinities, such as FGF-2, VEGF and PTN, through ELISA based competition assay. Finally, GAGs from OA have different abilities to modulate properties (adhesion proliferation, phenotype…) of Mesenchymal Stem Cells, chondrocytes, fibroblast and endothelial cells. These results clearly make the proof that modifications of HS structures and functions could be involved in the evolution of cartilage homeostasis and pave the way for altered pathological processes during OA. This project is clearly positioned as a fundamental and translational research that will permit to gain knowledge on the mechanisms regulating cartilage cells/matrix interactions during OA. All these results are summarized in 2 scientific and 1 review articles. Moreover, all the tools developed during this project have permit to realize 2 collaborative projects and associated articles on Pulmonary Hypertension and Eosophagic pathology also. Finally, all these data confirmed the interest of the team to identify new glycanic targets based on HS chemistry. This will permit to propose new therapeutic strategy based on HS compounds associated to endogenous or exogenous therapeutic stem cells, with the aim of improving cell properties according to HS ability to control sulfation panels of ECM.

En accordance avec son haut prévalence dans le monde, parmi tous les cas de démence, la maladie d'Alzheimer (MA) est considérée comme la principal pathologie affectant les personnes plus âgées que 65 ans. Depuis son première description en 1907, de la recherche important et des observations innovants ont été faites concernant des aspects histopathologiques et moléculaires la neurodégénération associée à la maladie. Cependant, les mécanismes moléculaires de la pathogenèse et de la progression de la MA restent toujours partiellement compris. Outre, des stratégies thérapeutiques efficaces soit pour la prévention, soit pour l'arrêt de la progression de la maladie ne sont pas encore développées. Il semble donc crucial le développement de la recherche dans des domaines émergeants, nés à partir des concepts innovants et basés sur des approches mécanistiques novateurs à fin de découvrir des aspects dans la physiopathologie de la neurodégénérescence qui puissent conduire à des stratégies thérapeutiques pour soigner ces maladies.Les études présentées ici sont centrées dans le rôle des héparanes sulfates (HS), un membre particulier de la famille des glycosaminoglycannes, dans la physiopathologie des troubles neurodégénératifs, tels que la MA et démences associées, nommées taupathies. Ce travail de recherche, basé sur plusieurs observations isolées suggérant une association entre la pathologie de tau caractéristique des taupathies et les HS, explore par des moyens de études moléculaires, cellulaires et animaux les implications pathologiques de telle interaction. Comme résultat, je montre ici des évidences suggérant une participation clé des HS dans les évènements pathologiques de tau, tels que la phosphorylation anormale, la formation des inclusions intracellulaires, et la propagation des amas de tau.Globalement, le travail présenté ici dévoile une implication importante des HS hautement sulfatés dans la pathologie de tau associée à la MA, et au même temps ouvre une gamme de voies de recherche novatrices pour approfondir dans la caractérisation de l'interaction tau/HS et ses consequences physiopathologiques. De plus, ceci suggère des cibles pharmacologiques alternatives qui puisèrent donner d'espoir pour trouver un traitement effectif pour la MA. / According to its higher prevalence worldwide among all dementia cases, Alzheimer's disease (AD) is placed as the first pathology affecting people aged of more than 65 years old. Since it first description in 1907, profound research and groundbreaking observations have been made concerning the histopathological and molecular aspects of its associated neurodegeneration. However, the molecular mechanisms of AD pathogenesis and progression remain still poorly understood. In addition, an efficient therapeutic approach to either prevent or stop the disease progression has not yet been developed. It becomes hence crucial to develop research in emerging areas raising from groundbreaking concepts and supported by new mechanistic approaches in order to unveil novel aspects of the physiopathology of neurodegeneration and therefore design new therapeutic approaches to treat these pathologies.The present study is focused on the role of heparan sulfate (HS), a particular member of the glycosaminoglycan family, in the physiopathology of neurodegenerative disorders, such as AD and related dementias, termed tauopathies. Based on numerous separate observations suggesting an association between tau pathology characteristic of tauopathies and HS, this research explores the pathological implications of such interaction by the means of molecular, cellular, and animal studies. As a result, I hereby present evidence suggesting a crucial involvement of HS in tau pathological events, such as abnormal phosphorylation, inclusion formation, and assembly propagation.Globally, the present work unveils a strong implication of highly sulfated HS in tau pathology associated to AD and related tauopathies, and opens a wide array of novel research pathways to deepen into the characterization of tau /HS interplay and its pathophysiologic consequences. In addition, it suggests alternative pharmacological targets that could bring some hope in finding an effective treatment for AD.

Résumé français manquant / Scientific background: GAGs mimetics properties on regenerative process.Glycosaminoglycans (GAGs) are sulfated polysaccharides actually considered as major structural components of the extracellular matrix as well as regulators of cells functions during homeostatic and pathological processes. These GAGs activities are based on their ability to interact with heparin binding growth-factors (HBGF), chemokines and enzymes, to protect them from proteolytic degradation and to potentialyze their interaction with cell surface specific receptors and/or other components of the ECM. GAGs are characterized by their extensive structural diversity, based on the number and location of sulfate or acetylate groups, that would determine specific biological interactions.As comparative tool to study the relationship between the complexity of GAGs chemical structures and their biological functions, we used synthetic GAGs mimetics, derivate from a polymer of dextran and functionalized with carboxylate, sulfate and/or acetate groups. They are structurally and functionally related to natural heparan sulfates. These compounds improved both the rate and quality of regenerative process in numerous animal models of injury after topical treatment.Our hypothesize is that specific HS cooperative interactions with HBGF and ECM compounds could influence both therapeutic progenitors and stem cells properties by compartmentalizing them to specific microenvironment niches, and protecting them against deleterious signals. Such abilities to modulate stem cell biology could be a new way to explain and to take advantage of regenerative properties of these compounds. The principal aim of this work was to demonstrate the effects of GAGs mimetics on Mesenchymal Stem Cells (MSC) properties for application in bone repair. GAGs mimetics as new potentializing agents of mesenchymal stem cells propertiesDuring osteogenesis, a controlled expression of functional HS is required to interact and regulate the activity of growth promoting and osteogenic differentiation factors. However effects of GAGs on MSC properties remain to be analyzed. We focus on two GAGs mimetics leader molecules [OTR4131] and [OTR4120], with distinct chemical characteristics, since sulfated mimetic [OTR4120] was previously shown to stimulate bone repair in vivo. We demonstrate that its acetylated and sulfated counterpart [OTR4131] enhances proliferation, whereas [OTR4120] clearly stimulates migration and osteogenic differentiation properties of rat MSC in vitro, that could explain its bone regenerative effect in vivo. This indicates that GAGs mimetics would be of great interest for potential application in therapy, since according to their structural signature they could modulate specific activities of progenitors and stem cells, and represent an alternative to exogenous growth factor treatments. New matricial strategy for bone repair associating GAGs mimetics to biomaterials and human MSCCell based therapy associated to biomaterials for repair of bone defects are promising but not enough efficient. We proposed to develop matricial strategy, associating efficient micro-environment molecules such as GAGs mimetics, to optimize cell therapeutic approaches. First we validated that GAGs mimetics are effective on human MSC proliferation, migration and differentiation properties in vitro. We demonstrated that colonization efficiency of hydroxyapatite/β-tricalcium phosphate biomaterial scaffolds by human MSC was improved when scaffolds are functionalized with GAGs mimetics in vitro. Finally osteoformation in vivo was evaluated after ectopic transplantation of functionalized and/or cellularized biomaterials in nude mice: few effects were observed on bone formation, whereas osteoclastogenesis and vascularization were clearly modulated by GAGs mimetics immobilized. GAGs mimetics as new mobilizing agents of stem cells...