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Synthèse et propriétés de monocristaux, de poudres, films minces ou hétérostructures

Etudes à l'interface avec la matière biologique

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Soutenance de Thèse de Varvara GRIBOVA : Films multicouches biomimétiques pour l’ingénierie tissulaire musculo-squelettique

Publié le 21 octobre 2013
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Soutenance 25 novembre 2013
Lundi 25 novembre à à 14 heures - Salle M252, 2nd étage - Grenoble INP - Phelma, Minatec
Grenoble INP - Phelma Minatec,
3 parvis Louis Néel, Grenoble.
Accès Tram B : cité internationale

Free entrance - No registration required
Thèse de Varvara GRIBOVA

Films multicouches biomimétiques pour l'ingénierie tissulaire musculo-squelettique
Biomimetic multilayer films for musculoskeletal tissue engineering

Directeur de thèse : Catherine Picart
Ecole doctorale : IMEP-2
Spécialité : 2MGE (Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie)
Etablisssement d'origine : Université de Grenoble     
Financement(s) : Région Rhône-Alpes
Date entrée en Thèse : 01/10/2010
Date de soutenance : 25/11/2013

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Résumé
L'ingénierie tissulaire consiste à assembler de façon intelligente des cellules et des matériaux biocompatibles dans le but de créer des tissus artificiels. Pour la construction de tissus en laboratoire, il est indispensable d'élaborer des matériaux qui miment cet environnement. Dans ce cadre, la collaboration entre les scientifiques de différents domaines (matériaux, chimie, biologie, biochimie) s'avère nécessaire.
L'ingénierie du muscle squelettique est prometteuse pour remplacer le tissu musculaire endommagé et pour le traitement des maladies du muscle, mais aussi pour les essais pharmaceutiques. Dans ce but, les matériaux avec les propriétés mécaniques et chimiques contrôlées sont requis -- pour l'amplification et la différenciation in vitro de cellules souches musculaires, mais aussi pour l'étude de la myogenèse sur des microenvironnements contrôlés 2D et dans les matrices 3D.
Dans ce travail, nous avons utilisé la technique d'assemblage couche par couche (LbL, layer-by-layer) pour deux buts. Le premier a été de développer de nouveaux films biomimétiques possédant des propriétés biochimiques et mécaniques parfaitement contrôlées, pour étudier les interrelations entre ces deux paramètres sur les processus cellulaires. En plus, nous avons associé ces films biomimetiques aux substrats avec la topographie contrôlée, afin de guider la formation du tissu.
Dans un second temps, nous avons utilisé la technique LbL pour organiser les cellules en structures 3D. Nous avons ainsi crée des microtissus d'épaisseur contrôlée, qui pourraient être utilisés en tant que modèles de tissus artificiels pour les applications thérapeutiques ou pour les évaluations de médicament en industrie pharmaceutique.

Abstract
Tissue engineering approach consists in combining cells, engineering and biomaterials to improve the biological functions of damaged tissues or to replace them. Production of artificial tissues is still challenging and requires collaboration of scientists from different domains like cell biology, chemistry, materials and polymer science.
Skeletal muscle tissue engineering holds promise for the replacement of muscle due to an injury and for the treatment of muscle diseases, such as muscle dystrophies or paralysis, but is also required for pharmaceutical assays. To this end, materials with tunable mechanical and biochemical properties for myoblast expansion and differentiation in vitro, as well as for the studies of myogenesis on controlled 2D microenvironments or in 3D scaffolds, are crucially needed.
In this work, we use layer-by-layer (LbL) assemblies for two goals. The first consisted in the development of multifunctional biomimetic thin films for the control of skeletal muscle cell fate on 2D substrates. We use LbL films made of polypeptides, which can be stiffened by chemical cross-linking and can be specifically functionalized by grafting of biomimetic peptides onto their surface. In addition, we combined the peptide-grafted films with substrate microtopography. Such approach is promising for the development or multifunctional materials that combine the different stimuli present in in vivo ECM, among them physical and biochemical cues, but also microtopography.
In the second part, we use LbL assemblies for the construction of 3D skeletal muscle microtissues. This allows to rapidly build 3D muscle tissues and is promising for the in vitro construction of physiologically relevant skeletal muscle tissue models.

Membres du jury
* Catherine Coirault, Dr. - Inst. myologie, INSERM UMRS 974, Paris (Rapporteur)
* Christophe Tribet - Dir. recherche CNRS - ENS, CNRS UMR 8640, Paris (Rapporteur)
* Cécile Gauthier-Rouvière - Dir. recherche INSERM - CNRS UMR 5237, Univ. Montpellier, (Examinateur)
* Didier Boturyn - Dir. recherche CNRS - CNRS UMR  5250, Grenoble    (Examinateur)
* Benoît Frisch - Dir. recherche CNRS -    CNRS UMR 7199, Univ. de Strasbourg, Illkirch    (Examinateur)
* Catherine Picart - Pr. Grenoble INP - LMGP, GRENOBLE  - (Directrice de thèse)
* Rachel Auzély-Velty - Pr. UJF - CERMAV, Grenoble - (Co-Directrice de thèse)
 

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mise à jour le 3 janvier 2014

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