L'efficacité des matériaux utilisés pour favoriser la régénération osseuse dépend entre autres de leur capacité d'interaction avec le tissu environnant. Ainsi, des peptides d'adhésion contenant la séquence Arginine-Glycine-Acide aspartique (RGD) sont parmi les plus utilisés pour favoriser 1'attachement des cellules osseuses au matériau. Les facteurs de croissance, dont les protéines morphogénétiques osseuses (BMPs), jouent également un rôle clé dans le processus de différenciation et de fonctionnement des cellules osseuses. La BMP-2 approuvée par la Food and Drug Administration aux États-Unis dans le cadre d'un système de libération est déjà actuellement utilisée cliniquement pour accroître la régénération osseuse. De plus, la BMP-9 a récemment suscité un grand intérêt en raison de son potentiel ostéogénique supérieur à celui de la BMP-2. Néanmoins, peu d'études se sont intéressées à l'influence des peptides d'adhésion sur la réponse cellulaire aux BMPs. Le principal objectif de ce travail de doctorat a donc été de fonctionnaliser un polymère par des peptides d'adhésion et de déterminer son impact sur la capacité de préostéoblastes de souris MC3T3-E1 à répondre à la BMP-2 et à la BMP-9. Cette étude s'est tout d'abord intéressée à la synthèse et à la caractérisàtion d'un film de polycaprolactone (PCL) fonctionnalisé par un peptide dérivé de la sialoprotéine osseuse qui contient 15 acides aminés dont la séquence RGD (pRGD). La fonctionnalisation a consisté en une hydrolyse alcaline du film PCL suivie d'un greffage covalent du pRGD. Les films PCL hydrolysés ont adsorbé des protéines sériques adhésives fibronectine et vitronectine mais sans favoriser l'étalement des préostéoblastes MC3T3-E1. En absence de sérum, les films PCL-pRGD ont permis un étalement plus important des préostéoblastes MC3T3-E1 par rapport au PCL fonctionnalisé par le pRGE (peptide négatif) ou au PCL hydrolysé. Le PCL-pRGD a augmenté le niveau de phosphorylation de la FAK (Tyr 397 ), évènement nécessaire chez les préostéoblastes murins pour permettre leur différenciation en ostéoblastes matures. Ainsi, seules les cellules adhérant au PCL-pRGD ont répondu à la BMP-2 via une activation de la voie canonique des Smads. Dans un deuxième temps, la stimulation des préostéoblastes par la BMP-2 et/ou BMP-9 a été déterminée sur PCL-pRGD. L'EC50 pour chacune des BMPs a tout d'abord été évaluée afin de choisir la concentration optimale à utiliser lors de la combinaison des BMP-2/BMP-9. Tandis que la BMP-2 a induit une phosphorylation des Smad1/5/8 dès 30 min, la BMP-9 a engendré un retard d'activation à 4 h. Cette observation était concomitante avec une diminution de la ?-caténine. Par contre, aucune différence n'a été observée avec la BMP-2 et la BMP-9 en termes d'activation des MAPKinases. Néanmoins, tant la BMP-2 que la BMP-9 ont été capables d'induire la différenciation des préostéoblastes MC3T3-E1 sur PCL-pRGD telle que mis en évidence par la synthèse d' ARNm codant pour Dlx5, Ostérix ou l'ostéocalcine et l'augmentation de l'activité de l'alcaline phosphatase à 72h. Mais l'utilisation d'une combinaison de la BMP-2 avec la BMP-9 stabilisant la ?-caténine n'a pas permis d'obtenir un effet additif sur la différenciation, des activations semblables à celles de la BMP-2 utilisée seule ayant été alors observées. En résumé, l'utilisation de BMP-2 ou de BMP-9 en combinaison avec une surface fonctionnalisée par des peptides d'adhésion semble être une voie prometteuse pour favoriser la différenciation cellulaire. Cependant, cette étude montre également que la BMP-2 et la BMP-9 induisent des voies d'activation antagonistes au contact du PCL-pRGD. Elle met donc l'emphase sur la nécessité de mieux comprendre l'influence de la fonctionnalisation de matériaux par des peptides d'adhésion sur la réponse aux facteurs de croissance.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/6122 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Drevelle, Olivier |
| Contributors | Faucheux, Nathalie |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Thèse |
| Rights | © Olivier Drevelle |
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