Tissus adipeux humains reconstruits par génie tissulaire : applications in vitro et in vivo

Auteur(s): Proulx, Maryse
Direction de recherche: Fradette, Julie
Résumé: Le tissu adipeux blanc est l’un des tissus les plus abondants du corps humain et il constitue sa plus grande réserve énergétique. Il est également reconnu en tant qu’organe sécrétoire et endocrine pouvant agir à distance et influencer plusieurs processus biologiques en plus d’être une source de cellules stromales/souches mésenchymateuses multipotentes. De nombreux patients souffrent de déficits en tissus adipeux à la suite d’une résection de tumeur, d’un accident, de brûlures graves, de maladies congénitales, etc. Le génie tissulaire représente une alternative prometteuse aux approches traditionnelles pour répondre à la forte demande en substituts adipeux et combler les déficits en chirurgie de reconstruction. Afin de déterminer la performance in vivo de substituts adipeux reconstruits par génie tissulaire et d’optimiser les études précliniques, il est crucial de développer des méthodes d’imagerie biomédicale permettant la délinéation des greffons ainsi que l’analyse de leur volume et de leur perfusion. Pour ce faire, des tissus adipeux humains reconstruits (hrATs, Human reconstructed adipose tissues) possédant des adipocytes matures et fonctionnels ainsi qu’une matrice extracellulaire naturelle ont été produits par la technique d’auto-assemblage à partir de cellules stromales/souches du tissu adipeux, puis ont été implantés chez la souris athymique. Nous avons émis l’hypothèse que l’imagerie par résonance magnétique (IRM) permettrait une analyse améliorée de la performance in vivo de hrATs en favorisant le suivi non invasif et longitudinal du volume et de la perfusion sanguine des greffons après l’implantation. En effet, l’IRM en pondération T1 a permis la délinéation des greffons et la détermination de leur volume. Le maintien du volume a été évalué jusqu’à six semaines après l’implantation, révélant une résorption graduelle atteignant 44 % du volume initial. Puis, leur perfusion a été confirmée après 14 et 21 jours. La persistance d’une grande quantité d’adipocytes et d’une riche matrice extracellulaire a également été confirmée. Ces travaux décrivent, pour la première fois, les paramètres optimaux d’IRM pour visualiser de façon efficace des substituts adipeux humains reconstruits par génie tissulaire et implantés in vivo. De plus, assurer la vascularisation rapide de substituts reconstruits par génie tissulaire lors d’une greffe permettrait de favoriser leur survie. Nous avons alors émis l’hypothèse que l’incorporation d’une composante endothéliale aux hrATs serait avantageuse pour les tissus et leur vascularisation globale. Trois jours après l’implantation chez la souris athymique, un réseau étendu de capillaires humains a été observé à l’intérieur des greffons enrichis de cellules endothéliales, puis l’anastomose de ce réseau avec celui de l’hôte a été détectée. Le réseau humain a persisté au moins 14 jours après la greffe en plus de contenir des globules rouges. L’analyse de la vascularisation globale des greffons indique un avantage potentiel de l’ajout d’une composante endothéliale. L’évaluation de l’impact de cette approche sur la vascularisation de tissus plus épais permettra le développement et l’utilisation de substituts volumineux pour combler les déficits adipeux en chirurgie de reconstruction. Enfin, l’inflammation peut être présente à la suite d’une greffe tissulaire. Il est donc important d’étudier ses impacts sur les tissus reconstruits et leurs diverses composantes. Nous avons utilisé le modèle de hrATs contenant des cellules endothéliales organisées en un réseau préformé afin de déterminer l’impact d’un environnement inflammatoire sur le réseau de capillaires dans un contexte adipeux tridimensionnel. Notre hypothèse est que la présence prolongée d’un microenvironnement inflammatoire modélisé in vitro, par l’incubation de hrATs avec le facteur de nécrose tumorale (TNF) et l’interleukine-1β (IL- 1β), modulerait leur profil de sécrétion et aurait une influence néfaste sur leur réseau de capillaires. L’analyse des milieux conditionnés a confirmé la réactivité des tissus. Une désorganisation caractérisée par une diminution de l’étendue et de la complexité du réseau a été observée après une exposition chronique de trois et six jours en présence de TNF et d’IL-1β et serait attribuable entre autres à l’apoptose. Le modèle de hrATs permettra d’élaborer des stratégies visant la préservation de l’intégrité du réseau de capillaires et de développer des substituts adipeux bien adaptés pour faire face à des conditions inflammatoires in vivo. En résumé, ces données contribuent à l’avancement du génie tissulaire adipeux grâce à l’optimisation de l’IRM pour les greffons adipeux reconstruits, mais également par le développement de hrATs possédant une performance in vivo avantageuse en plus de constituer des modèles d’études in vitro tridimensionnels pertinents.
Type de document: Thèse de doctorat
Date de publication: 2018
Date de la mise en libre accès: 13 mars 2020
Lien permanent: http://hdl.handle.net/20.500.11794/38292
Université décernant le diplôme: Université Laval
Collection :Thèses et mémoires

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