Rôle du système nerveux sensitif sur la régénération des tissus vascularisés cutanés et osseux ; intéractions entre les réseaux nerveux, vasculaires et conjonctifs

Aux vues des limites rencontrées dans le domaine de la médecine réparatrice, les recherches doivent évoluer vers des stratégies plus innovantes et efficaces. Ces limites sont d’autant plus importantes dans le cas de la reconstruction d’organes complexes, composés de multiples types cellulaires, et qui ont la particularité d’être innervés et vascularisés, comme la peau ou encore l’os qui contiennent deux tissus conjonctifs essentiels, le derme et le tissu osseux.

Figure 1. Objectif du projet
Etudier les intéractions entre le système nerveux sensoriel et la vascularisation dans les tissus osseux et cutané et analyser le rôle de ces interactions dans l’ostéogénèse et la différentiation fibroblastique.

Bien que différents par la nature de leur matrice extracellulaire, par leurs propriétés mécaniques et par leur fonction, ces deux tissus sont cependant tous deux susceptibles d’être sous le contrôle du système nerveux sensoriel et des mécanismes d’angiogenèse. Des travaux récents ont démontré l’intérêt des relations neuro-conjonctives dans le contrôle de la réparation/régénération cutanée et osseuse par le système nerveux sensoriel. Il reste à démontrer l’orchestration et la cinétique de ces évènements impliquant les relations cellules neuronales – tissus conjonctifs dans un contexte de réparation/régénération tissulaire (Figure 1).

Ce projet repose sur les expertises des deux partenaires académiques de la Région Nouvelle-Aquitaine (U1026, Université de Bordeaux et EA6309, Université de Limoges), du Laboratoire d’organogénèse expérimentale de l’Université Laval (Québec) et de l’entreprise SILAB, dans le domaine de l’ingénierie tissulaire, des composants de la matrice extracellulaire, et du rôle central du neurone sensoriel dans la réparation tissulaire de deux tissus conjonctifs, le derme et le tissu osseux.

 Sur la base de ces expertises, l’objectif de ce projet serait de développer des modèles de tri-cultures originaux permettant de mimer les processus d’innervation de ces deux tissus à l’aide de structures microfluidiques où les neurones sensoriels, isolées à partir de cellules souches pluripotentes induites humaines seraient co-cultivés en culture indirecte avec des cellules mésenchymateuses et des progéniteurs endothéliaux humains (Figure 2). L’ostéogénèse, la différenciation fibroblastique et la fonction endothéliales seront analysées ainsi que la nature des neurotransmetteurs impliqués dans ce dialogue. A moyen termes, et compte tenu de l’expertise des laboratoires impliqués, ces données cellulaires et moléculaires pourront être utilisées pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques en ingénierie tissulaire.

Figure 2. Chambres microfluidiques pour les modèles de tri-culture de cellules en deux dimensions
A) Schéma des chambres et dimensions des canaux utilisés. Cultures de neurones sensoriels (SNs) isolés à partir des ganglions rachidiens dorsaux (marquées en vert pour la β-3 tubuline), avec (B) une lignée de cellules endothéliales (ECs) de rat seules (cellules marquées en rouge) ou (C) co-cultivées dans ce même compartiment avec des cellules mésenchymateuses de rat (MSCs). Les flèches blanches indiquent les neurites émis par les SNs qui passent à travers les canaux de la chambre.

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