[PDF] Étude des potentialités chondrogéniques des cellules souches

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(N Vo4umNnt Nst lN fruit Viun long tr1v1il 1pprouvŽ p1r lN jury VN soutNn1n4N Nt mis ˆ Visposition VN liNnsNm8lN VN l1

4ommun1utŽ univNrsit1irN Žl1rgiNg

Pl Nst soumis ˆ l1 propriŽtŽ intNllN4tuNllN VN li1utNurg (N4i impliquN unN o8lig1tion VN 4it1tion Nt VN rŽfŽrNn4NmNnt lors VN lÕutilis1tion VN 4N Vo4umNntg yi1utrN p1rtr toutN 4ontrNf1onr pl1gi1tr rNproVu4tion illi4itN

Nn4ourt unN poursuitN pŽn1lNg

(ont14t ' VVo4tthNsNst4ont14tMunivtlorr1inNgfr TP)2- (oVN VN l1 FropriŽtŽ PntNllN4tuNllNg 1rti4lNs T vmmg d (oVN VN l1 FropriŽtŽ PntNllN4tuNllNg 1rti4lNs T jjxgmt T jjxgv, )4olN yo4tor1lN Dio-) oDiologiN Ð -1ntŽ Ð )nvironnNmNntn FrŽsNntŽN Nt soutNnuN pu8liquNmNnt pour lÕo8tNntion Vu titrN VN y5(z)ïê y) TÕï2P:)ê-Pz) y) T5êêEP2)

7Nntion

Ç -4iNn4Ns VN l

1 iN

Nt VN T1 -1ntN È

F1r )miliN ê5)y)ê ETUDE DES POTENTIALITES CHONDROGENIQUES DES CELLULES SOUCHES MESENCHYMATEUSES, CARACTERISATION ET SUIVI EN IRM DU

BIOMATERIAU FONCTIONNALISE

TN mp 71i m,vd

7Nm8rNs Vu jury '

Rapporteurs 7mN :ŽroniquN 7PC522)wr FrofNssNurNr

ï7ê .mdd (2ê-tF1ris kPPPr

T18or1toirN VN (himiNr -tru4turNsr

FropriŽtŽs VN Diom1tŽri1ux Nt ViEgNnts zhŽr1pNutiquNs o(-FDEznr :illNt1nNusNr

ïnivNrsitŽ F1ris kPPPr F1ris 2o

rV

7g SNrvŽ F)zPz)r yirN4tNur VN êN4hNr4hNr

ï7ê .,xm (2ê-tF1ris yiVNrot

T18or1toirN VN DioingŽniNriN Nt DiomŽ41niquN 5stŽot1rti4ul1irNs oDm5Enr ïnivNrsitŽ

F1ris yiVNrotr F1ris

Examinateurs 7g FiNrrN CPTT)zr FrofNssNurr

ï7ê .jpx (2ê-tïnivNrsitŽ VN Torr1inN PngŽniNriN 7olŽ4ul1irN Nt Fhysiop1thologiN Erti4ul1irN oP75FEnr Diop™lNr è14ultŽ VN 7ŽVN4inNr :E2yÎï:ê) T)- 2E2(w

7mN EstriV FP2BE25r (h1rgŽN VN êN4hNr4hNr

ï7ê .jpx (2ê-tïnivNrsitŽ VN Torr1inN PngŽniNriN 7olŽ4ul1irN Nt Fhysiop1thologiN Erti4ul1irN oP75FEnr Diop™lNr è14ultŽ VN 7ŽVN4inNr :E2yÎï:ê) T)- 2E2(w

7g 5TP:P)ê D)ïèr yirN4tNur VN êN4hNr4hNr

(rN1tisr ï7ê (2ê- xmm,r PnsNrm ïv,ddr ïnivNrsitŽ VN Tyonr P2-E Tyonr :PTT)ïêDE22)

7g O14quNs è)TDTP2C)êr FrofNssNurr

Pm1gNriN EV1pt1tivN yi1gnostiquN PntNrvNntionNllNr P2-)ê7 ïqd.r (Sï 21n4yr :E2yÎï:ê)tTé-t2E2(w Laboratoire où a été réalisée la thèse :

ï7ê .jpx (2ê-tïnivNrsitŽ VN Torr1inNr LPngŽniNriN 7olŽ4ul1irN Nt Fhysiop1thologiN Erti4ul1irNL oP7oFEn

Diop™lN VN liïnivNrsitŽ VN Torr1inNr (1mpus 8iologiNts1ntŽr è14ultŽ VN 7ŽVN4inNr EvNnuN VN l1 fort VN S1yNr

m

êNmNr4iNmNnts

3

Le prŽsent travail a ŽtŽ effectuŽ au sein de lՎquipe Ç IngŽnierie Cellulaire et

Tissulaire, Vectorisation, Imagerie È de lÕUMR 7365 CNRS-UniversitŽ de Lorraine

Ç IngŽnierie MolŽculaire et Pharmacologie Articulaire È IIMoPAV de la FacultŽ de MŽdecine

de Nancy.

Je remercie Monsieur

Jean-Yves JOUZEAU, directeur dÕIMoPA, pour son accueil au sein du laboratoire. Je tiens ˆ remercier vivement Monsieur Jacques MAGDALOU, prŽcŽdent directeur de lÕUMR 7561 CNRS-UHP, Nancy I Ç Physiopathologie, Pharmacologie et IngŽnierie

Articulaires È, de mÕavoir accordŽ sa confiance en me donnant la possibilitŽ de rŽaliser ma

gentillesse ainsi que mon profond respect. JÕadresse mes vifs remerciements et mon profond respect ˆ Monsieur Pierre GILLET pour son aide, son encadrement, ses conseils scientifiques, son soutien et sa disponibilitŽ ainsi que pour la confiance quÕil mÕa tŽmoignŽe tout au long de ce s annŽes. prŽcieuse, son encadrement remarquable, ses conseils avisŽs, sa rigueur, sa gentillesse et son soutien au quotidien. Je lui suis Žgalement extrmement reconnaissante pour la confiance respect. Je remercie chaleureusement Madame Christel HENRIONNET pour mÕavoir formŽe

aux diffŽrentes techniques qui mÕont permis de rŽaliser ce travail, sa contribution ˆ une partie

de ce travail, son soutien au quotidien en particulier durant la rŽdaction de ce manuscrit et sa gentillesse. eptŽ de juger ce travail. JÕadresse mes remerciements ˆ Messieurs Olivier BEUF et Denis GRENIER du laboratoire CREATIS-LRMN, UMR 5220 CNRS, Inserm U1044 de Villeurbanne et Jean- Christophe GOEBEL pour leur collaboration dans lՎvaluation de nos biomatŽriaux in vitro et in vivo en IRM haut champs dans le cadre du projet

E2ê Dl1n4 ()7EDPê E2êt,qt

DTE2t ,vx,t,v

dÕobtenir des vacations IRM, pour ses conseils avisŽs, sa disponibilitŽ, ses explications sur le

principe de lÕIRM et ses applications ainsi que pour sa patience. Merci Žgalement ˆ Madame Marine BEAUMONT, Monsieur Pierre-AndrŽ VUISSOZ et Madame Bailiang CHEN pour leur collaboration dans le travail de visualisation

de nos biomatŽriaux in vitro en IRM clinique, leur collaboration pour lՎvaluation du cartilage

par cartographie T2 et cartographie du tenseur de diffusion Nx vivo chez le porc. Didier MAINARD et Laurent GALOIS, et biologistes IUTCTV, Monsieur Jean Franois

ICSMV nÕaura

it pas ŽtŽ possible. d ON souh1itN Žg1lNmNnt rNmNr4iNr lÕE2ê oEgNn4N 21tion1lN pour l1 êN4hNr4hNn pour

lN fin1n4NmNnt VÕunN p1rtiN VN 4Ns tr1v1ux 4on4Nrn1nt l1 41r14tŽris1tion p1r Pê7 VÕun impl1nt

fon4tionn1lisŽ ˆ 81sN VN 4NllulNs sou4hNs sur un im1gNur h1ut 4h1mp o. zNsl1sn in vitro Nt in vivo ' FrojNt ANR Blanc CEMABIR ANR-09-BLAN-0150-01 ÒCartilage Engineering and MRI : Assessment of Biointegration and Biofunctionality in the RatÓ

71thiNur 7ost1ph1 Nt 2i4kr pour lNur symp1thiN Nt l1 8onnN humNur V1ns l1quNllN nous 1vons

tr1v1illŽ VNpuis notrN 1rrivŽN 1u Diop™lNg

DiNn quÕNxtŽriNurs 1u l18or1toirNr jN tiNns ˆ rNmNr4iNr mNs 1mis (l1irNr OŽr™mN Nt lNur

pNtit )lliottr OustinN Nt EnVrŽ 1s VN mÕ1voir 1pportŽ lNur soutiNn Nt VÕ1voir supportŽ 4Nrt1inNs

êNmNr4iNmNnts

5

A mes parents,

QuÕils voient en ce travail toute ma reconnaissance pour leur patience, leur soutien et leur amour. p

TistN VNs 18rŽvi1tions

7

Liste des abréviations

3D : trois dimensions

ADN : Acide dŽsoxyribonuclŽique

ARN : Acide ribonuclŽique

bFGF-2 : basic Fibroblastic Growth Factor Ð 2 B 0 : champ magnŽtique principal B 1 : champ magnŽtique appliquŽ

BA : Bleu

Alcian

BMP : Bone Morphogenic Protein

C4S : Chondro•tine-4-Sulfate

C6S : Chondro•tine-6-Sulfate

CMF : CytomŽtrie en Flux

COMP : Cartilage Oligomeric Matrix Protein

CSM

Cellules souches MŽsenchymateuses

CSSs

Cellules souches Synoviales

dGEMRIC : Delayed Contrast-Enhanced MRI of Cartilage DMB : Dimethyl methylene blue D-PBS

Phosphate Buffered S

alin e

FCD : DensitŽ de charges fixŽes

FNa : Fluorure de Sodium I 18 FV FOV

Field of view

GAGs : Glycoaminoglycannes sulfatŽs Gd

GE ou GRE : Echo de Gradient

HCl : Acide chlorhydrique

HES : HŽmatoxyline Ð Eosine Ð Safran Hz Hertz

IGF-1 : Insuline Growth Factor 1

IRM : Imagerie par RŽsonance MagnŽtique

ITS : Insuline Ð Transferrine Ð SŽlŽnium

MEC : Matrice Extracellulaire

TEP : Microtomographie par Emission de Positons

MIA : MonoiodoacŽtate

MMPs : MŽtalloprotŽases MO : Moelle Osseuse NaOH : Hydroxyde de Sodium h 2)k ' 2om8rN VÕNx4it1tion 25
' 7onoxyVN VÕEzotN FE ' Fhosph1t1sN El41linN FEy ' FrolinN Ð E4iVN Es4or8iquN Ð yNx1mŽth1sonN

F(T ' Folyt

i t(1prol14tonN F)C FC) m ' Frost1gl1nVinN ) m

FTT ' FolytTtTysinN

F:E ' El4ool FolytvinyliquN

êE ' êougN Eliz1rinN

ê1pport -uD ' ê1pport -ign1l sur Druit

êè ' ê1ViofrŽquNn4N

ê72 ' êŽson1n4N 71gnŽtiquN 2u4lŽ1irN ê5P ' êŽgion VÕintŽrt oêNgion 5f PntNrNstn

ê- ' êougN -irius

' )4ho VN -pin -FP5 FNtitNs F1rti4ulNs VÕ5xyVN VN èNr -upNrp1r1m1gnŽtiquNs z ' zNsl1 zv ' zNmps VN rNl1x1tion longituVin1lN zm ' tNmps VN rNl1x1tion tr1nsvNrs1lN z) ' zNmps VÕ)4ho z)F ' zomogr1phiN p1r )mission VN positons z)7F ' zomogr1phiN VՎmission photoniquN zCètn ' zr1nsforming Crowth è14tor DNt1 zP ' zNmps VÕPnvNrsion zê ' zNmps VN êŽpŽtition vuv ' :olumN ˆ volumN -omm1irN 9 %S) v,

8iI

HiRVI.-IIVt+iiG=i

4ivt+1-IVt+IiiG5i

niPAQ3.*V@IiiG8i

5iJ/*<0V31Ii3*iJ<*;t,3IiiG8i

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4ivt+.1-IVt+iinH4i

S) S%)

S%%)($==3/31( ( ( ( ( ( ( ( (((8YI(

I. TRAVAUX ISSUS DE LA THESE

Mo t scléMKleywrdMywrdIw rnIisIwrMréeulKIrdIrcIéKsnIr

E. Roeder

cr (g SNnrionnNtcr Og(g CoN8Nlr 2g C1m8iNrr 5g DNufr yg CrNniNrr Dg (hNnr FgEg :uissozr Fg CillNtr Eg Finz1nog Dose(Response of superparamagnetic iron5 Oxide labelling on Mesenchymal Stem Cells chondrogenic diffŽrentiation l a multi(scale in vitro study g

PLOS OneG Rn rŽvision

g

EgTg FNrriNrr Og(g CoN8Nlr Eg Finz1nor

E. Roeder

r Fg CillNtr yg CrNniNrr 5g DNufg Design of a four(channel surface coil for high(resolution rat knee MR imaging l design without preamplifiers for the decoupling between elements5

P))) -Nnsors journ1l m,vjr vjopn'mdx,th

Dg (hNncr E. Roedercr FgEg :uissozr Fg CillNtr Og èNl8lingNrr 7g DN1umontr Eg Finz1nog Respective interest of T) mapping and diffusion tensor imaging in assessing porcine knee cartilage with MR at R Teslas5 DiomNV 71tNr )ng m,vjg mjodn'mpjt.mgcNqu1l 4ontri8ution (g SNnrionnNtr wg -1ngr E. Roederr 2g C1m8iNrr Tg C1loisr yg 71in1rVr yg DNnsouss1nr Fg

CillNtr Eg Finz1nog

Effect of dynamic loading on MSCs chondrogenic differentiation in RD alginate culture5

DiomNV 71tNr )ng m,vmr mmodn' m,qtvhg

(g SNnrionnNtr E. Roederr êg CillNtr Tg C1loisr yg DNnsouss1nr yg 71in1rVr Fg 2NttNrr Fg

CillNtr Eg Finz1nog

Expression of chondrogenic genes by undifferentiated vs5 differentiated human mesenchymal stem cells using array technology5

DiomNV 71tNr )ng m,v,r m,ojn'v.xthvg

o tnIwIyKMKleywrdMywrcIwréeyanIwrMiIérMéKIwrtsclIwr

5g DNufr Og(gr CoN8Nlr E. Roederr EgTg FNrriNrr yg CrNniNrr Fg CillNtr Eg Finz1nog Diot

intŽgr1tion 1ssNssmNnt of r1t knNN 41rtil1gN rNp1ir using in vivo 7êP

1t .zg

P-7ê7r -1lt T1kN (ityr m,vj

aConfŽrencer EgTg FNrriNrr Og(g CoN8Nlr Eg Finz1nor E. Roederr Fg CillNtr yg CrNniNrr 5g DNufg yNsign of 1 fourt4h1nnNl 1rr1y 4oil for Vu1l hightrNsolution r1t knNN 7ê im1gingg

P-7ê7r -1lt T1kN (ityr m,vj

aConfŽrencer Og(g CoN8Nlr EgTg FNrriNrr yg CrNniNrr E. Roederr (g SNnrionnNtr Eg Finz1nor Fg CillNtr 5g DNufg MRI contribution to physiopathology assessment in animals models of oste oarthritis5 ,vv èunV1mNnt1l é (lini41l Fh1rm14ology m,vvr mx -uppl v (g SNnrionnNtr E. Roederr Og(g CoN8Nlr Tg C1loisr yg DNnsouss1nr yg 71in1rVr Fg 2NttNrr Fg CillNtr Eg Finz1nog )ffN4ts of supNrp1r1m1gnNti4 iron oxiVN l18Nling on 4honVro4ytN vm ViffNrNnti1tion of mNsNn4hym1l stNm 4Nlls in 4oll1gNn spongNg 5stNo1rthritis (1rtil1gN m,v, vh -upplNmNnt' m F1gNs' -hjt-hj om,v, -orlV (ongrNss on 5stNo1rthritisr DrussNlsr

DNlgium -NptNm8Nr mj Ð mpr m,v,gg

In 0/,/+ViVo*+,-.i+,-r/,-I*+30/,-,i+,-iIV/,-vtro/,- (g SNnrionnNtr Ed Roederr êg CillNtr Tg C1loisr yg DNnsouss1nr yg 71in1rVr Fg 2NttNrr Fg

CillNtr Eg Finz1nog

Gene expression profile of undifferentiated and chondrogenic differentiated human mesenchymal stem cells using array technology.

1n4yr dtx fŽvriNr m,v,

(Poster) (g SNnrionnNtr Ed Roederr êg CillNtr Tg C1loisr yg DNnsouss1nr yg 71in1rVr Fg 2NttNrr Fg

CillNtr Eg Finz1nog

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