Le vieillissement des fibrocartilages : évaluation de la thérapie cellulaire régénérative appliquée

178 Pages·2017·19.4 MB·French

by  Geoffroy Nourissat

Le vieillissement des fibrocartilages: évaluation de la
thérapie cellulaire régénérative appliquée aux lésions de
l’enthèse
Geoffroy Nourissat
To cite this version:
Geoffroy Nourissat. Le vieillissement des fibrocartilages: évaluation de la thérapie cellulaire régénéra-
tiveappliquéeauxlésionsdel’enthèse. Physiologie[q-bio.TO].UniversitéPierreetMarieCurie-Paris
VI, 2011. Français. ￿NNT: 2011PA066374￿. ￿tel-00825606￿
HAL Id: tel-00825606
https://theses.hal.science/tel-00825606
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THESE DE DOCTORAT DE
L’UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

Spécialité

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Présentée par

3,&440&#-56789::;<-

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR de l’UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE

Sujet de la thèse :

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soutenue le 6 Octobre 2011

Devant le jury composé de :

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Monsieur le Professeur Francis Berenbaum, Directeur de thèse

Université Pierre & Marie Curie - Paris 6 Tél. Secrétariat : 01 42 34 68 35
Bureau d’accueil, inscription des doctorants et base de Fax : [phone]
données Tél. pour les étudiants de A à EL : 01 42 34 69 54
Esc G, 2ème étage Tél. pour les étudiants de EM à MON : 01 42 34 68 41
15 rue de l’école de médecine Tél. pour les étudiants de MOO à Z : 01 42 34 68 51
75270-PARIS CEDEX 06 E-mail : [email protected]

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THESE DE DOCTORAT DE
L’UNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

Spécialité

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Présentée par

3,&440&#-56789::;<-

Pour obtenir le grade de

DOCTEUR de l’UNIVERSITÉ PIERRE ET MARIE CURIE

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Monsieur le Professeur Francis Berenbaum, Directeur de thèse

Université Pierre & Marie Curie - Paris 6 Tél. Secrétariat : 01 42 34 68 35
Bureau d’accueil, inscription des doctorants et base de Fax : [phone]
données Tél. pour les étudiants de A à EL : 01 42 34 69 54
Esc G, 2ème étage Tél. pour les étudiants de EM à MON : 01 42 34 68 41
15 rue de l’école de médecine Tél. pour les étudiants de MOO à Z : 01 42 34 68 51
75270-PARIS CEDEX 06 E-mail : [email protected]

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Remerciements
Un grand merci à Karine qui m’a soutenu et aidé dans la rédaction de cette thèse. Son amour,
sa patience et sa compréhension m’ont aidé à finaliser ce travail.
Merci à Baptiste, Constance et Agathe, qui ont accepté d’attendre un peu avant de jouer de
nombreux week-end, et qui connaissent bien les travers de leur père.
Merci à mes parents pour l’éducation qu’ils m’ont offerte, et l’enseignement de la recherche
de l’excellence.
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Merci au Professeur Francis Berenbaum de m’avoir fait confiance, de m’avoir laissé
construire mon projet, loin de ses premiers sujets de recherche, et qu’il trouve dans ce travail,
une base pour de nouvelles aventures scientifiques.

Merci au Professeur Philippe Hardy de m’avoir ouvert les yeux sur la chirurgie
arthroscopique et le monde de la médecine du sport. Il est pour de nombreux d’entre-nous un
père fidèle en chirurgie. L’honneur qu’il nous fait en présidant ce jury, est encore une marque
de sa fidélité, et j’espère qu’il verra à travers ce travail, une marque de reconnaissance pour
son enseignement.

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Merci à Monsieur Mark Randolph, Daddy Randolph, de m’avoir fait découvrir le monde du
laboratoire et de la recherche, et mes premières expériences de thérapie cellulaire.

Merci à Sylvie pour son aide en histologie et à Christine qui a sut jongler avec des problèmes
d’animalerie.

Merci à Sylvie de Saint Antoine pour son aide précieuse.

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aa : acides aminés
α-MEM : Alpha- Minimum Essential Medium
AINS : anti-inflammatoires non stéroïdiens
ARNm : acide ribonucleique messager
bFGF : basic Fibroblast Growth Factor
BMP: Bone Morphogenetic Protein
Ca: Calcium
CFU-f: Colony Forming Unit-fibroblastic
CMV: cytomégalovirus
COMP: Cartilage oligomeric matrix protein
CRLR: Calcitonin Receptor-like Receptor
CS: Cellules Sousches
CSM: Cellules Sousches Mésenchymateuses
CTGF : Connective Tissue Growth Factor
EDAX: Energy Dispersive x-ray Analysis
EGF : Endothelial Growth Factor
EGR : Early Growth Response
ESC: Embryonic Stem Cell
FACIT : fibril-associated collagene with interrupted triple hélice
FGF : Fibroblast Growth Factor
FM: fibrocartilage minéralisé
FNM : fibrocartilage non minéralisé
GAG : glycosaminoglycanes
Hz: Herz
IGF : Insulin Like Growth Factor
Ihh : Indian Hedgehog
IL : interleukin
iPSC : Induced pluripotent stem cell
LCA: Ligament Croisé Antérieur
MMP : métalloprotéases matricielles
MACI : Matrix-induced chondrocyte implantation
NK1 : neurokinin 1 receptor
P : Phosphore
PDGFβ : Le Platelet-Derived Growth Factor β
PG: protéoglycane
Pg : prostaglandine
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PRELP : Proline arginine-rich, end leucine-rich repeat proteine
PRP : Platelet-rich Plasma
PTH r P : Peptide Relié à la parathormone
RAMPs: Receptor Activity Modifying Proteins
SLRPs : Small, leucine-rich PG
Scr: Scléraxis
TGF: Transforming Growth Factor
TIMP : Tissue inhibitors of metalloproteinase
TNF : tumor necrosis factor
TGFβ: Transforming Growth Factor Béta
VEGF : Vascular Endothelial Growth Factor
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Figure 1 : Les trois types de cartilage de l’organisme………………………………………………………...17
Figure 2 : Schéma théorique de la loi de wolff des tissus mous………………………………………………19
Figure 3 : Aspect histologique d’un fibrocartilage de l’enthèse du tendon d’Achille chez l’homme………20
Figure 4 : Aspect histologique du disque intervertébral de la queue de la souris…………………………...20
Figure 5 : Aspect histologique du ménisque humain………………………………………………………….20
Figure 6: Amas de cellules fibrocartilagineuses…………………………………………………………….....21
Figure 7: Composition et agencement de la matrice extracellulaire autour des chondrocytes au sein du
fibrocartilage…………………………………………………………………………………………………….23
Figure 8 : La matrice extracellulaire est le composant majoritaire du cartilage……………………………24
Figure 9: Organisation d’une molécule de collagène………………………………………………………….25
Figure 10 : Organisation d’une molécule d’agrécane et sa ramification sur l’acide hyaluronique………..28
Figure 11 : Modification en fonction de l’âge du contenu en ADN dans les disques inter-vertébraux
humain……………………………………………………………………………………………………………32
Figure 12: Modification en fonction de l’âge du contenu en Collagène dans les disques inter-vertébraux
humain. …………………………..………………………………………………………………………………32
Figure 13: Modification en fonction de l’âge du contenu en Protéoglycanes dans les disques inter-
vertébraux humain. …………………………………………………………………………………………..…32
Figure 14: Répartition des enthèses dans l’organisme……………………………………………………..…33
Figure 15 : Différent modes de fixations du tendon sur l’os………………………………………………….34
Figure 16 Différences de propriétés mécaniques en fonction du type de fibrocartilage de la zone
d’insertion………………………………………………………………………………………………………..38
Figure 17 : Relation structure-fonction au niveau de l’enthèse de LCA bovin…….………………………..38
Figure 18 : Présence minérale et localisation à l’insertion du LCA bovin. …………………………………39
Figure 19 : Croissance de l’enthèse perinatale………………………………………………………………..42
Figure 20 : Expression du collagène de type X lors de développement……………………………………...43
Figure 21 : Expression des facteurs de croissances au cours du développement……………………………43
Figure 22 : Expression des collagènes de type I et II au cours du développement………………………….44
Figure 23 : Différents facteurs influençant le développement de l’enthèse………………………………….46
Figure 24: Influence des stimuli mécaniques sur le développement de l’enthèse…………………………...48
Figure 25 : Modifications liées à l’âge dans l’organisation matricielle et cellulaire de l’enthèse…………..50
Figure 26: Organisation des fibres de collagène l en fonction de l’âge………………………………………51
Figure 27 : Modification avec l’âge de l’organisation des protéoglycanes à travers l’enthèse……………..52
Figure 28 : Physiopathologie de l’inflammation secondaire dans les lésions de l’enthèse micro et macro
traumatiques……………………………………………………………………………………………………..55
Figure 29: Histologie d’une enthèse de spondylarthropathie au stade précoce……………………………..57
Figure 30 : Affections métaboliques associées à des enthèsopathies…………………………………………59
Figure 31 : Les expressions des ARNm et des protéines des collagènes 1 et III lors de la cicatrisation..…63
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