Biomaterials for regenerative medicine of mesenchymal stem cells

Biomatériaux pour la médecine régénératrice des cellules souches osseuses Les protéines morphogénétiques osseuses (BMP) sont des facteurs de croissance appartenant à la superfamille du facteur de croissance transformant β (TGF-β), impliqués dans un large éventail de processus physiologiques et pathologiques. Dans la moelle osseuse, les BMP régulent la différenciation des cellules souches mésenchymateuses (CSM) en ostéoblastes, adipocytes et chondrocytes, ainsi que la différenciation des cellules souches hématopoïétiques (CSH) en différentes lignées sanguines. Dans des conditions pathologiques telles que la leucémie myéloïde aiguë (LMA), caractérisée par l'accumulation anormale de cellules sanguines immatures dans la moelle osseuse, les BMP sont surexprimées dans la matrice extracellulaire. Bien que la dérégulation des CSH ait été étudiée dans ce contexte enrichi en BMP, l'impact des niveaux élevés de BMP dans le microenvironnement leucémique reste peu clair. Cette thèse étudie la dysrégulation des CSM dans la niche de la moelle osseuse leucémique, en se concentrant sur les effets des niveaux élevés de BMP. Pour imiter leur présentation liée à la matrice extracellulaire, les BMP ont été immobilisées sur un film biomimétique composé de poly-L-lysine et d'acide hyaluronique. Dans la première partie du projet, la voie des BMP a été étudiée dans des CSM humaines saines et dérivées de la LMA, après stimulation avec différentes concentrations et durées d’exposition de BMP-2, BMP-4, BMP-7, BMP-9 et TGF-β1 liés à la matrice. La voie Smad-dépendante, l'expression des récepteurs BMP et leur rôle fonctionnel ont été évalués à l'aide d’une méthodologie d’immunofluorescence par analyse à haut contenu (AHC). Étant donné le rôle établi des BMP dans l'adhésion cellulaire, l'expression et le rôle fonctionnel des récepteurs BMP ont été évalués par AHC. Dans une seconde partie, une analyse comparative des cellules répondant aux BMP a été réalisée lors de la stimulation par les BMP liées à la matrice (BMP-2, BMP-4, BMP-7 et BMP-9). Les cellules C2C12 et les cellules souches dérivées du périoste humain (hPDSC), résultats publiés précédemment (Sales et al. 2022), et les CSM saines, résultats de la première partie de ce travail, ont été comparées grâce aux mêmes méthodologies AHC. Les comparaisons ont porté sur les niveaux d'expression des récepteurs BMP et des intégrines β, la signalisation pSmad1/5/9 et les réponses adhésives, ainsi que sur la contribution des récepteurs BMP et des intégrines à ces processus. Enfin, le potentiel de différenciation des CSM après traitement par BMP a été évalué. Les capacités de différenciation ostéogénique, adipogénique et chondrogénique ont été évaluées dans les CSM saines et dérivées de la LMA à l'aide de tests colorimétriques, de PCR quantitative et de techniques d'immunofluorescence AHC. Ce travail contribue à une meilleure compréhension du comportement des CSM dans le microenvironnement leucémique et ouvre des perspectives pour le développement de stratégies thérapeutiques ciblées dans la LMA.