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Engineering the cell/matrix and the cell/cell interactions to control the flow behavior of high volume fraction cell suspensions

Lundi 2 décembre 2013 14:00 - Duree : 2 heures
Lieu : Salle de conférence de l’UFR de Chimie, Bâtiment André Rassat, Bât. E, rez-de-chaussée - 470 rue de la Chimie - Domaine Universitaire - Saint Martin d’Hères

Orateur : Soutenance de Thèse de Benoît MAISONNEUVE

L’attention de la communauté scientifique, ainsi que le développement, p our les bioprocédés dédiés à la culture et à l’expansion de cellules souches mésenchyma- teuses (MSCs) pour la thérapie cellulaire et la médecine régénérative a consid- érablement grandi pendant ces dernières décennies. Une plus ample compréhen- sion du lien entre la structure, la fonction et les propriétés des suspensions de cellules mésenchymateuses est devenue de première importance. Dans cette thèse, nous présentons tout d’abord les résultats d’une étude expérimentale portant sur l’écoulement de suspensions concentrées de cellules vivantes d’origine mésenchymateuse pour une grande gamme de concentration cellulaire. Nous caractérisons l’évolution de la viscosité relative en fonction de la contrainte de cisaillement appliquée pour des fractions volumiques cellulaires allant de 20 à 60%. Ces matériaux ont des empreintes rhéologiques compliquées mais très reproductibles, incluant des comportements de fluide à seuil, rhéoflui d- ifiants ainsi que des fractures liées à la contrainte de cisaillement. Les propriétés rhéologiques de la suspension sont ensuite étudiées avec l’addition d’acide hyaluronique (HA), une biomolécule avec des séquences d’adhésion pour des récepteurs à la surface des cellules étudiées. Nous montrons que l’addition d’acide hyaluronique modifie substantiellement le comportement de la suspension et nous permet de contrôler les propriétés d’écoulement de la suspension à toutes les fractions volumiques. Cytométrie de flux et imagerie confocal à l’appui, nous montrons que l’effet observé est dû à un important changement dans la forma- tion d’agrégats cellulaires dans la suspension, et donc dans l’envergure du réseau correspondant. La troisième partie de cette thèse porte sur l’ajout de polyéthylène glycol, une molécule qui n’est pas naturellement présente dans l’organisme mais fréquem- ment utilisée dans la formulation d’hydrogel. En utilisant trois types de PEG, l’influence de la charge des molécules est étudiée. Les résultats montrent que la charge est un paramètre important dans le contrôle des propriétés d’écoulement de suspensions cellulaires, car déterminant dans la formation et la compacité des agrégats. En considérant les agrégats comme des objets fractals, nous montrons qu’en prenant en compte les modifications de fractions volumiques avec le cisaille- ment, nous pouvons obtenir une courbe maitresse pour l’ensemble des conditions testées, et en extraire la force d’adhésion moyenne entre les cellules, au travers une population de plusieurs millions de cellules. Cette étude livre de nouveaux aspects sur la complexité des propriétés en écoulement de suspensions de cel- lules méchymateuses, adhérentes et concentrées, sur leur sensibilité à l’ajout de molécules, qu’elles soient naturellement présentes dans les tissues ou non, ainsi qu’une nouv elle méthode pour mesurer la force d’adhésion entre les cellules.

Contact : denis.roux@ujf-grenoble.fr

Discipline évènement : (Biologie / Chimie) - Discipline évènement : (Physique)
Entité organisatrice : (Laboratoire Rhéologie et Procédés)
Nature évènement : (Soutenance de thèse)
Site de l'évènement : Domaine Universitaire de St Martin d’Hères

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