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Résumé

   
Les facteurs morphogénétiques osseux (BMP) sont des facteurs de croissance ayant plusieurs rôles physiologiques et pathologiques. Ils sont ostéoinducteurs favorisant la différenciation des cellules souches en ostéoblastes, de plus ils sont impliqués dans l'angiogenèse, l'adipogenèse, la différenciation musculaire et le développement embryonnaire. In vivo, les BMPs se lient à deux types de récepteurs BMP (BMPR) ; type -I et type-II. Dans cette thèse, nous nous sommes concentrés sur les premières étapes de la régénération osseuse en commençant par l'interaction BMP/BMPR. Vue le grand nombre de BMP (environ douze) par rapport à un faible nombre de BMPR (quatre BMPR de type I et trois BMPR de type II), un processus de promiscuité a été décrit où un BMP peut lier différents BMPR avec diverses affinités. Ainsi, dans cette thèse, nous avons d'abord fait une étude comparative pour examiner les affinités de liaison et les constantes cinétiques de quatre BMP : BMP-2, BMP-4, BMP-7 et BMP-9 avec cinq BMPR de type I (ALK1, ALK2, ALK3, ALK5, ALK6) et trois BMPR de type II (BMPR-II, ACTR-IIA, ACTR-IIB) en utilisant l'interférométrie à biocouche (BLI) et la résonance plasmonique de surface (SPR). Deuxièmement, nous avons examiné l'effet de la rigidité sur les activités cellulaires des BMP. Nous avons utilisé des cellules myoblastes squelettiques C2C12 et des cellules souches dérivées du périoste humain (hPDSC) connues dans le domaine de la régénération osseuse pour leurs sensibilités aux BMP. Nous les avons ensuite ensemencés sur des films minces de polyélectrolyte de rigidité contrôlée, préalablement développés par l'équipe, chargés avec l'un des quatre BMP (BMP-2 ou BMP-4 ou BMP-7 ou BMP-9). Nous avons ensuite effectué un criblage à haut contenu des réponses cellulaires, telles que l'adhésion cellulaire évaluée par le nombre de cellules et la zone d'étalement cellulaire, ainsi que la signalisation cellulaire en examinant la signalisation Smad et phosphatase alcaline (ALP). De plus, les rôles de la BMPR et des intégrines dans l'adhésion cellulaire, la signalisation Smad et ALP avec les quatre BMP ont été évalués par des études d'ARN silencing. Enfin, afin d'effectuer des tests de dépistage de drogues sur les films biomimétiques, nous avons optimisé un test d'immunofluorescence pour examiner la translocation du Smad phosphorylé vers le noyau. Nous avons utilisé des inhibiteurs connus développés dans des essais cliniques, employés avec BMP-2 et TGF-β1 respectivement.