Conception de biomatériaux hybrides poreux adaptés à l’encapsulation de cellules animales pour la thérapie cellulaire

Thèse de l'étudiant: Doc typesDocteur en Sciences

Résumé

Parmi les maladies induites par des carences en protéine ou en hormone, le
diabète sucré de type 1 prend chaque année de plus en plus d’ampleur et rend la vie très difficile aux personnes qui en sont atteintes. Cette maladie est caractérisée par la destruction auto-immune des cellules pancréatiques β sécrétrices d’insuline. Le traitement le plus couramment utilisé consiste en une administration discontinue d’insuline par injection (insulinothérapie), impliquant un régime drastique et une attention de tous les instants de la part du patient qui court constamment un risque d’hyper- ou d’hypoglycémie. Une première alternative est la transplantation de pancréas ou d’une partie de celui-ci, les îlots de Langerhans, mais le faible nombre de donneurs et la nécessité de suivre un traitement médicamenteux immunosuppressif pour éviter le rejet constituent de sérieux inconvénients. Une solution prometteuse pour le traitement de ce type de maladies est de piéger des cellules xénogéniques dans un matériau biocompatible, robuste et semi-perméable qui va les protéger du système immunitaire et de tout stress mécanique.
Cette thèse met en évidence la possibilité d'utiliser des microcapsules
minéralisées en TiO2, synthétisées dans des conditions douces, en tant qu’ « organe artificiel ». Ce matériau original a été développé en s’affranchissant des contraintes provoquées par l’utilisation de précurseurs alkoxydiques dans la préparation traditionnelle des matériaux inorganiques par le procédé sol-gel, telles que la toxicité des additifs et sous-produits de réaction ou la contraction matricielle au cours du temps.
Cet organe artificiel est obtenu grâce à des capsules d'alginate piégeant des cellules animales et exploitées en tant que milieu protecteur pour le dépôt de films de dioxyde de titane. L’utilisation de multiples techniques a permis de mettre en évidence la biocompatibilité, la robustesse et la porosité adaptée des microcapsules tout en démontrant le maintien de la viabilité et de l’activité des cellules modèles HepG2 encapsulées.
Des études in vivo réalisées chez le rat ont ensuite permis de démontrer la
biocompatibilité des microcapsules vis-à-vis d’un organisme hôte et l’immuno-isolation efficace des cellules encapsulées.
Enfin, l’encapsulation de cellules d’un insulinome de rat sécrétrices d’insuline,
les INS-1E, a mis en évidence le maintien de la production d’insuline in vitro de ces cellules en réponse à une stimulation par du glucose et la diffusion de cette hormone en dehors de la matrice.
Au terme de cette thèse, nous sommes parvenus à concevoir et développer un
matériau résistant, biocompatible et poreux adapté à une utilisation en tant qu’organe artificiel pour la thérapie cellulaire.
Date de réussite6 janv. 2014
langueFrançais
Institution diplomante
  • Université de Namur
SuperviseurBao Lian Su (Promoteur), Carine Michiels (Promoteur), Johan Wouters (Président), Nathalie Caron (Jury), Alain Krief (Jury) & Christophe Meunier (Jury)

Keywords

  • thérapie cellulaire
  • encapsulation
  • diabète
  • alginate

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Conception de biomatériaux hybrides poreux adaptés à l’encapsulation de cellules animales pour la thérapie cellulaire
Leroux, G. (Auteur). 6 janv. 2014

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