Optimiser les contraintes mécaniques pour augmenter le potentiel ostéogène des CSM

Investigateur principal : M. Bensidhoum

Investigateurs : T. Hoc, H. Petite, E. Potier

L’objectif in-fine du B3OA est d’apporter des alternatives thérapeutiques à la greffe osseuse autologue pour la réparation du tissu osseux. Pour cela des greffons osseux (ou produit d’ingénierie tissulaire osseux : PITO) sont produits à partir de biomatériaux 3D et de CSMs cultivées à l’aide de bioréacteur. Afin d’optimiser le potentiel thérapeutique de ces PITO il est indispensable de contrôler le microenvironnement des CSMs et plus particulièrement, les contraintes mécaniques perçues par les cellules.

L’objectif du projet est de comprendre l’effet des stimulations mécaniques sur la réponse des CSMs afin d’optimiser leur potentiel thérapeutique dans la réparation osseuse. Pour ce faire deux directions sont développées.

1/ Déterminer l’impact des contraintes mécaniques sur la réponse des CSMs humaines dans un système en 2D

Ceci passe par l’analyse de la fonctionnalité des CSMs en réponse au cisaillement. L’objectif est de déterminer le niveau de sollicitation permettant de maximiser la fonctionnalité des CSMs dans un processus ostéogénique. Dans ce cadre, se pose la question du passage de l’in-vitro à l’in-vivo : notamment la question du potentiel ostéogène interindividuel des CSMs pour chaque patient. Il est impératif de déterminer un ensemble de biomarqueurs in-vitro susceptibles de rendre compte du potentiel ostèogène in-vivo et de réparation osseuse de chaque lot de CSMs.

2/ Déterminer l’impact des contraintes mécaniques dans des dispositifs médicaux à viser de reconstruction osseuse

Dans ce projet, des bioréacteurs à façon sont développés afin de reproduire in-vitro les conditions mécaniques macroscopique in-vivo de l’organe à remplacer (ex : cage de fusion intervertébrale, biomatériaux..). Dans ces bioréacteurs sont placés le dispositif médical et les CSMs afin de voir l’impact de l’environnement mécanique sur le potentiel ostéogène des CSMs.

Publications illustrant le projet

Decambron A, Fournet A, Bensidhoum M, Manassero M, Sailhan F, Petite H, Logeart-Avramoglou D, Viateau V. Low-dose BMP-2 and MSC dual delivery onto coral scaffold for critical-size bone defect regeneration in sheep. J Orthop Res. 35 (12): 2637-2645 (2017). Lien vers la publication .

Cruel M, Bensidhoum M, Nouguier-Lehon C, Dessombz O, Becquart P, Petite H, Hoc T. Numerical Study of Granular Scaffold Efficiency to Convert Fluid Flow into Mechanical Stimulation in Bone Tissue Engineering. Tissue Eng Part C Methods. 2015 Sep;21(9):863-71. Lien vers la publication .