Formation de la matrice osseuse et de l’inflammation par des biomatériaux


Afin d’étudier les réactions cellulaires induites par les biomatériaux précédemment élaborés, nous proposons d’utiliser des biomatériaux dopés en ions naturellement présents dans l’os tels que le zinc (Zn), le magnésium (Mg) et le strontium (Sr). 

Le dopage en Zn apporte des propriétés intéressantes : au niveau des matériaux, il modifie les processus de dissolution/reprécipitation et accélère la dégradation de l’hydroxyapatite. Au niveau cellulaire, il modifie l’expression de certaines cytokines et inhibe les fonctions ostéoclastiques en favorisant la formation osseuse au détriment de la résorption osseuse. 

Les effets du Zn sur l’activation des PMNs, qui sont les premières cellules inflammatoires à migrer vers le site d’implantation, sont mal définis. Nous souhaitons déterminer les effets des interactions PMNs/Zn et PMNs/HA-dopées sur la réaction inflammatoire du tissu osseux. Les voies de signalisation intracellulaires conduisant à la production des médiateurs de l’inflammation (cytokines et métalloprotéinases) seront étudiées. Nous porterons une attention particulière aux voies de transduction liant les MAP kinases (p38, ERK1/2, Junc) et les kinases PKC et PKA qui inter-agissent avec l’activation du facteur NF-B. Dans cette étude, nous proposons de suivre la dynamique (dans le temps et dans l’espace) de la compartimentation subcellulaire des ions libres (Ca2+, Na+ et K+) et des protéines régulant l’activité du facteur NF-B. Ceci permettra d’identifier très précisément les cibles moléculaires contrôlant les réponses inflammatoires aiguës et chroniques lors des processus de régénération du tissu osseux (en collaboration avec l’INSERM UMRS 514 de l’IFR 53). 

Bien que le rôle du Mg dans l’os soit mal connu, plusieurs auteurs se sont récemment intéressés à son influence sur l’ostéoconduction et sur les processus de dissolution/reprécipitation. Le Sr, quant à lui, bien qu’améliorant l’adhésion cellulaire, diminue la croissance des ostéoblastes et joue un rôle important dans l’ostéoporose. Le Sr et le Mg devraient, en outre, permettre un meilleur contrôle de la bioactivité des substituts osseux. Les HA dopées en Zn et Mg seront étudiées au contact des cellules osseuses et monocytaires. 

Les revêtements électrodéposés fonctionnalisés avec du chitosan ou du collagène seront exposés aux ostéoblastes afin de corréler les paramètres de fabrication aux propriétés biologiques de ces nouveaux biomateriaux.