Pré-orientation chondrogénique des cellules souches mésenchymateuses humaines : Validation par analyse quantitative et traitements d’imagerie de phase en lumiére transmise

2016, Revue française d'histotechnologie, vol: 28, n°:1, p 33-43

*Hupont S. 1,2, *Henrionnet C.3, Dumas D.2,3, Mainard D.1,3, Gillet P. 3, Pinzano A.3

DOI : 

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*Contribution égale en tant que premier auteur
1 Bio-ingénierie Moléculaire Cellulaire et Thérapeutique FR3209 CNRS, Biopôle,Campus Biologie Santé, 9 av. de la Forêt de Haye 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy.
2 PlaTeforme d’Imagerie et de Biophysique Cellulaire PTIBC-IBISA, Campus Biologie-Santé, Biopôle 9 av. de la Forêt de Haye 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy.
3 Ingénierie Moléculaire et Physiopathologie Articulaires, IMoPA UMR 7365 CNRS-Université de Lorraine, Biopôle, 9 av. de la Forêt de Haye, CS 50184, 54500 Vandoeuvre-lès-Nancy France.

Résumé :

Le cartilage articulaire est un tissu très spécialisé et différencié. De ce fait, ses capacités de réparation sont limitées. L’ingénierie tissulaire du cartilage est un domaine en plein développement dont le but est de réparer ou de remplacer le cartilage lésé en associant des cellules à des biomatériaux.
Cela suppose notamment de choisir le biomatériau idéal, de maîtriser le cycle de vie des cellules choisies (prolifération et différenciation chondrogénique), d’y adjoindre les molécules capables de favoriser leur croissance et d’intégrer les contraintes mécaniques auxquelles doit se plier le nouveau tissu, de façon à obtenir des biomatériaux fonctionnalisés qui vont posséder des propriétés similaires au tissu natif et
donc qui pourront être réimplantés en site lésionnel.
Les cellules souches mésenchymateuses (CSMs) se sont révélées être d’excellents candidates pour l’ingénierie articulaire. Comme toutes les cellules souches, les CSMs ont des propriétés d’auto-renouvellement, et de différenciation en plusieurs types cellulaires, notamment en chondrocytes.
Ce travail est le fruit d’une étude de faisabilité dans le cadre d’un prêt de matériel et repose sur une étude morpho métrique de différenciation cellulaire par analyse quantitative et traitements d’images à
contraste de phase. Cette technologie innovante et non-invasive permet d’observer des échantillons biologiques en conditions stériles, rapides et sans agent de contraste. Elle fournit des informations quantitatives sur le changement de phase de la lumière transmise selon la différence des trajets optiques induits par les constituants de la cellule et de la matrice extracellulaire (MEC).
L’analyse finale est basée sur l’étude morphologique des CSMs en monocouche sur plusieurs passages successifs et plusieurs jours en fonction du milieu de culture (additif proline acide ascorbique dexaméthasone) en imagerie de phase de façon à établir une similarité entre les aspects orphologiques des cellules et leur potentiel de différenciation en système 3D

Mots-clés :

Cellules souches mésenchymateuses (CSMs), différenciation, chondrocyte, imagerie de phase quantitative, microscopie, analyse d’images, morphologie

English title :

Indisponible

Abstract :

Articular cartilage is a highly specialized and differentiated tissue. Therefore, its capacities of repair are limited. The tissue engineering of the cartilage is an approach in full development, the purpose of which is to repair or to replace the damaged cartilage by associating cells with biomaterials. It requires in particular to choose the ideal biomaterial, to master the life cycle of chosen cells (proliferation and chondrogenic differentiation), to add growth factors and to integrate the mechanical constraints with which the new tissue has to comply, so as to obtain functionalized biomaterials which will exert similar properties in the native tissue and thus which can be re-implanted in the lesional site. Mesenchymal Stem Cells (MSCs) seem to be promising. As with all stem cells, bone MSC have properties of autorenewal and differentiation into several different cellular types, in particular chondrocytes.
This work is the result of a feasibility study as a part of an equipment loan. It is based on a morphological study of cellular differentiation by analysis and treatment of a series of images acquired by interferometry in a multilateral gap. This innovative and non-invasive technology allows the observation of biological samples in sterile, fast conditions and without contrast agents. It integrates the transmitted light passing through the cellular matt and measures the difference of the refractive index of the various constituents of the cell and the extracellular matrix (ECM). This index is represented as a gap of phase with regard to the transmitted light.
The final analysis is based on the morphological observation of MSCs in a monolayer in imaging of phase due to medium (added dexamethasone, proline and ascorbic acid) so as to establish a direct correlation between the morphological aspects of cells and their differentiation potentialities
in 3D systems.

Keywords : 

Mesenchymal Stem Cell, differentiation, chondrocyte, quantitative phase imaging, image processing, morphometry, phase imaging microscopy

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Disponibilité du pdf: embargo d'un an à partir de la date de parution (juin de l’année d’édition)

Comment citer cet article (How to cite this article) :

Hupont S. Henrionnet C, Dumas D, Mainard D, Gillet P, Pinzano A 2016, Pré-orientation chondrogénique des cellules souches mésenchymateuses humaines : Validation par analyse quantitative et traitements d’imagerie de phase en lumiére transmise, Revue française d'histotechnogie, vol: 28, n° 1, p: 33-43

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