Le développement spectaculaire des biotechnologies et leur élargissement à de nombreuses branches d’activités ont entraîné l’émergence de nouveaux domaines de recherche et l’introduction de nouveaux concepts susceptibles de pallier le manque d’organes. C’est ainsi, qu’au cours de ces deux dernières décennies, est apparue une nouvelle discipline basée sur les concepts du génie biologique, la « Médecine Régénératrice ». Cette discipline permet de concevoir au laboratoire un tissu biologique fonctionnel apte à remplacer un organe défaillant. Axés sur la médecine régénératrice osseuse, les travaux de recherche revêtent un caractère pluridisciplinaire allant de la biologie cellulaire au travers de la culture et du suivi de la différenciation cellulaire, notamment celle des cellules souches, de la physicochimie et traitements de surfaces via les biomatériaux, de la biomécanique/mécanobiologie jusqu’à la validation chez l’animal.



Elaboration des substrats phosphocalciques hybrides par pulvérisation et étude du comportement des cellules souches périnatales à leur contact

Responsable : Dr. H. Kerdjoudj

(Tél : +33 3.26.91.80.12 Email : [email protected])

FINANCEMENT : Soutien à la recherche odontologique-CONCEPT ; PEPS Mirabelle ; Fondation des Gueules Cassées

DOMAINES D’APPLICATION : Médecine Régénératrice

PUBLICATIONS :   – Dubus M et al., Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 2019 in press.

  – Rammal H et al. Int J Mol Sci. 2018;19(11). pii: E3458.

                                 – Rammal H et al. ACS Appl Mater Interfaces. 2017;9(14):12791-12801.

                                 – Mechiche Alami S et al. Acta Biomater. 2017;49:575-589.

 COLLABORATIONS :  UMR CNRS 7564 (Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologique pour l’Environnement) – UMR 7198 CNRS-Université de Lorraine (Institut Jean Lamour) – UPR22 CNRS ICS (Institut Charles Sadron) – INSERM UMRS-1121 (Biomatériaux-Bio-ingénierie)

THEMATIQUE :

Idéalement, les matériaux développés en ingénierie du tissu osseux doivent provenir de l’association d’une matrice minérale et d’une matrice organique. Dans cet axe, nous proposons d’utiliser le procédé de pulvérisation simultanée de composés en interaction pour l’élaboration de substrats hybrides phosphocalciques/polymères. Ainsi, la co-précipitation des substrats hybrides est obtenue à partir d’une solution saturée en sels de calcium supplémentée en polymères polycationiques et d’une solution saturée en sels de phosphates supplémentée en polymères polyanioniques. Les propriétés physiques des substrats pulvérisés telles que l’épaisseur, la rugosité et le module d’élasticité du substrat sont modulables en fonction du nombre de cycles de pulvérisation.

Les cellules souches périnatales exprimant le phénotype des cellules souches ont été cultivées sur les substrats phosphocalciques et phosphocalciques hybrides pulvérisés. Les résultats obtenus nous ont permis de mettre en évidence le caractère ostéo-inducteur des substrats pulvérisés. En effet, une différenciation des cellules souches périnatales en ostéoblastes-like, accompagnée d’une formation de nodules tridimensionnels (bone-like) a été observée en l’absence de milieu de culture ostéo-inducteur. Le suivi du comportement des cellules souches périnatales au cours du temps a permis d’identifier le rôle de la topographie de surface et de la mécano-transduction dans la différenciation ostéoblastique. L’incorporation des molécules organiques semble retarder le processus de minéralisation de la matrice extracellulaire.

Formation de nodule osseux (bone-like) sur les matériaux phosphocalciques


Comportement des cellules souches d’origine humaines dans des matrices tridimensionnelles pour la médecine régénératrice

Responsable : Dr. H. Kerdjoudj

(Tél : +33 3.26.91.80.12 Email : [email protected])

  

FINANCEMENT : La fondation des Gueules cassées, INTERREG-V France Wallonie ; Inter-carnot MICA-ICEEL ;

DOMAINES D’APPLICATION : Médecine Régénératrice

PUBLICATIONS – Aubert L et al. Int J Mol Sci. 2017 Oct 21;18(10). pii: E2210.

– Lutzwei G et al., ACS Appl. Mater. Interface. 2019 doi: 10.1021/acsami.9b04625

COLLABORATIONS : – CRITT- MDTS (Centre Régional d’innovation et de Transfert de Technologie : Matériaux, Dépôts et Traitements de Surfaces) de Charleville-Mézières – CRITT-JTFU (Centre Régional d’innovation et de Transfert de Technologie : Techniques Jet de Flux et Usinage) de Bar-le-Duc – CENtre du TEXtile BELge (CENTEXBEL) – Laboratory of polymeric and composite materials (UMONS) – LEM3, UMR CNRS 7239, Université de Lorraine – Université de Gand – Ecole Nationale Supérieure Mines-Télécom Lille Douai – Katholieke Universiteit Leuven

THEMATIQUE :

L’ingénierie tissulaire et la thérapie cellulaire représentent des domaines de recherche de la médecine régénératrice en plein essor avec l’espoir d’applications cliniques en thérapie cellulaire et tissulaire qu’elle suscite. Ce domaine pluridisciplinaire vise à développer de nouveaux tissus fonctionnels en associant des cellules souches régénératrices à une structure tridimensionnelle « textile » ou « mousse » supportant et guidant le développement tissulaire.

Cellules souches mésenchymateuses dans les mousses de collagène


Développement de biomatériaux polyvalents, ostéoinducteurs, poreux et biodégradables pour la régénération osseuse (BoneMater)

Responsable du projet : Dr. F. Velard

(Tél : +33 3.26.91.80.10 Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : Institut Carnot MICA

DOMAINES D’APPLICATION : Biomatériaux

COLLABORATIONS : CRITT-MDTS, Charleville-Mézières – EA 4695 LISM, URCA, Reims

THEMATIQUE :

De nos jours, les difficultés rencontrées par les patients pour retrouver leur fonction articulaire suite à des interventions chirurgicales entraînent des durées d’hospitalisation étendues et un coût non négligeable pour la société. C’est pourquoi il est important de pouvoir contrôler efficacement la régénération osseuse pour que ces patients retrouvent au plus vite autonomie et capacités motrices.

En dépit d’avancées considérables dans la recherche de la structure idéale pour la régénération osseuse, aucun des biomatériaux actuels n’est totalement satisfaisant. Nous proposons de combiner des céramiques ostéoconductrices avec des verres bioactifs ostéoinducteurs afin d’élaborer une structure à double échelle de porosité avec une dégradation graduelle (liée aux propriétés de solubilité intrinsèques des matériaux choisis) afin de nous rapprocher au mieux du cahier des charges du biomatériau idéal. Afin de mettre en œuvre ce processus, nous nous appuierons sur la technologie d’injection des poudres (PIM) qui permet d’obtenir des pièces complexes en grande série, ce qui laisse entrevoir un transfert vers l’industrie facilité en cas de succès.

Ce projet de recherche appliquée vise donc à développer des matériaux à architecture optimisée pour la régénération des grands défauts osseux en utilisant des composites céramiques/verres bioactifs, offrant divers niveaux de bioactivité via des macro/microporosités et une solubilité contrôlée. Ces blocs « prêts à l’emploi » auront vocation à être utilisés simplement en les associant les uns aux autres afin de pouvoir être adaptables à toute taille et forme de comblement.

Le présent programme a pour vocation de :

1)- développer, en partenariat avec l’EA 4695 LISM et le CRITT-MDTS de Charleville-Mézières, de nouveaux modes de production de structures hybrides aux propriétés physico-chimiques et mécaniques adaptées à la régénération d’un tissu osseux proche de l’os natif

2)- caractériser in vitro et in vivo la capacité de ces structures à accueillir et favoriser le développement des cellules osseuses mais également des cellules endothéliales, la problématique de la vascularisation des grands défauts osseux restant centrale en chirurgie osseuse.

Notre approche reposant sur les capacités ostéoconductrices et ostéoinductrices des matériaux choisis devrait permettre d’éviter le recours à la greffe autologue (utilisée en complément de biomatériaux pour faciliter leur intégration tissulaire) limitant ainsi douleur et morbidité pour les patients. De plus, l’utilisation de ces matériaux (céramiques phosphocalciques et verres bioactifs) d’ores et déjà autorisés par l’Agence Nationale de Sécurité du Médicament, permettra de pouvoir proposer rapidement des applications cliniques de notre produit.

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1- Photographie d’un matériau céramique structuré par PIM.

2- Analyses par microtomographie X  confirmant une haute porosité interconnectée accessibles aux cellules (en blanc, diamètre > 40 µm).

3- Microscopie électronique montrant une cellule (ostéoblaste primaire humain) au contact d’un matériau céramique structure par PIM.


Impression 3D de matrices à partir de polymères à mémoire de forme 

Responsable : Dr. H. Kerdjoudj

(Tél : +33 3.26.91.80.12 Email : [email protected])

FINANCEMENT : Interreg V France-Wallonie-Flandre 3D4MED

DOMAINE D’APPLICATION : Médecine Régénératrice

COLLABORATIONS : Université de Gand – Ecole Nationale Supérieure Mines-Télécom Lille Douai – Katholieke Universiteit Leuven

THEMATIQUE :

L’originalité de ce projet réside d’une part, dans la formulation de nouveaux polymères biocompatibles et d’autre part, dans la préparation d’implants prêt à l’emploi à architectures complexe et individualisés selon un procédé de fabrication additive. Ces implants seront constitués de polymères fonctionnels et biocompatibles de grade GMP avec des propriétés à mémoire de forme, minimisant le traumatisme mécanique pendant et après implantation, tout en favorisant la recolonisation cellulaire et l’intégration tissulaire.


Matériaux biocompatibles à activité antimicrobienne 

Responsables : Dr. H. Kerdjoudj/F. Reffuveille

(Tél : +33 3.26.91.80.12 Email : [email protected] / +33 3 26 91 81 12 Email : [email protected])

FINANCEMENT : Institut Carnot, Fondation des Gueules cassées

DOMAINE D’APPLICATION : Médecine Régénératrice

COLLABORATIONS : UMR CNRS 7564 (Laboratoire de Chimie Physique et Microbiologique pour l’Environnement) Nancy – CRITT CRITT-JTFU (Centre Régional d’innovation et de Transfert de Technologie : Techniques Jet de Flux et Usinage) de Bar-le-Duc

THEMATIQUE :

L’originalité de ce projet réside d’une part dans la mise au point d’un matériau structuré biocompatible dont les propriétés intrinsèques sont bactéricides et d’autre part des matériaux fonctionnalisés et permettraient la libération de molécules antimicrobiennes à base de polyphénols d’origine agro-sourcée.


Les pertes osseuses, invalidantes et nuisibles à la qualité de vie des patients, sont induites par différents contextes physiopathologiques septiques (infections bactériennes comme l’ostéomyélite ou la parodontite), mais également en l’absence de pathogènes (pathologies génétiques telles que la fragilité osseuse associée à la mucoviscidose ou les dysplasies fibreuses). L’implantation de biomatériaux elle-même peut induire une inflammation inhérente à la réponse de l’hôte, ou associée à des infections du matériel, pouvant entraîner des complications graves. L’objectif de notre projet scientifique est de mieux comprendre les réponses cellulaires et les facteurs sous-jacents à de tels contextes physiopathologiques afin d’optimiser les biomatériaux utilisés chez ces patients, mais aussi de mettre en évidence des approches thérapeutiques spécifiques, plus ciblées et innovantes.



Compréhension des Signaux Inducteurs de BIOfilm bactérien en site OSseux (COSIBIOOS):

Responsables du projet : Dr Fany REFFUVEILLE – Pr Sophie GANGLOFF

(Tél : +33326918112  Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : Région Champagne-Ardenne / Fondation URCA

DOMAINES D’APPLICATION : Santé humaine, infectiologie

PUBLICATIONS :

Reffuveille, Fany, Jérôme Josse, Frédéric Velard, Fabien Lamret, Jennifer Varin-Simon, Marie Dubus, Evan F. Haney, Robert E. W. Hancock, Céline Mongaret, and Sophie C. Gangloff. “Bone Environment Influences Irreversible Adhesion of a Methicillin-Susceptible Staphylococcus aureus Strain.” Under Revision in Frontiers in Microbiology

COLLABORATIONS :

Pr REW Hancock, CMDR, University of Bristish Columbia, Vancouver, Canada

Dr P Thébault, PBS, UMR CNRS 6270, Université de Rouen, France

Drs L. Voutquenne, JH Renault, S Gerard, ICMR, UMR CNRS 7312, Université de Reims, France

THEMATIQUE :

L’espérance de vie augmentant, le vieillissement de la population entraîne une augmentation croissante des poses de prothèses et en parallèle du nombre d’infections ostéo-articulaires sur prothèses (IOAP). Les IOAP sont difficiles à diagnostiquer et à traiter. Ces infections peuvent être dues à Staphylococcus aureus capables de former une structure communautaire, organisée et tolérante aux molécules antimicrobiennes : le biofilm. Les infections associées au développement de biofilm augmentent les taux de mortalité et de morbidité, le coût des hospitalisations ainsi que l’inconfort et l’autonomie des patients.

Dans ce contexte clinique particulier, la prévention est la meilleure des stratégies à adopter. Nous pensons que l’environnement osseux et les activités cellulaires liées, influencent la formation du biofilm. Il est donc important de connaître l’impact que cela peut avoir sur le comportement bactérien et urgent de pouvoir décrypter complètement les signaux qui peuvent induire la formation de biofilm, ou en tout cas sa première étape : l’adhésion bactérienne. Dans une étude préliminaire nous avons montré que différents facteurs de l’environnement osseux tels que la surface osseuse, composée de phosphates de calcium, la présence de magnésium, le manque d’oxygène ou de nutriments augmentent l’adhésion bactérienne. De plus, la culture de S. aureus en présence de surnageants provenant de culture d’ostéoblastes (SaOs-2) a provoqué une augmentation de la biomasse du biofilm et de la quantité de bactéries adhérées aux ostéoblastes par 2.

Nos objectifs sont basés sur (i) le développement des modèles in vitro pertinents pour être au plus proche de la clinique; (ii) la compréhension des mécanismes de l’interaction entre les bactéries du biofilm et les cellules osseuses et de leur communication via les acteurs moléculaires impliqués; (iii) le ciblage de molécules d’intérêt pour bloquer la formation des biofilms bactériens ; (iv) le développement des dispositifs médicaux implantables intelligents innovants capables d’empêcher la formation de biofilm.

Staphylococcus aureus biofilm formation on plastic lamella
Scanning Electronic Microscopy (SEM). Main panels: scale bar = 1 µm and insert panels showing the homogeneity on a wide field: scale bar = 10 µm.


Cutibacterium acnes dans les infections ostéo-articulaires (CUDIOA):

Responsables du projet : Dr Xavier OHL – Dr Céline MONGARET – Dr Fany REFFUVEILLE

(Tél : +33326918112  Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : AOL CHU Reims

DOMAINES D’APPLICATION : Santé humaine, infectiologie

THEMATIQUE :

Les infections ostéo-articulaires (IOA), notamment sur prothèses, augmentent avec l’utilisation d’appareils orthopédiques sur une population vieillissante. Cutibacterium acnes est un organisme commensal qui joue un rôle important dans la peau saine de l’écosystème, mais cette espèce est également reconnue comme un agent pathogène lorsqu’une infection est provoquée par un corps étranger: endocardite, prostatite et plus particulièrement dans les IOA. C. acnes est capable d’échapper au système immunitaire. Ce phénomène est dû à deux comportements bactériens: l’internalisation bactérienne par les cellules hôtes et la formation de biofilm. Dans ce projet, nous étudions différentes souches cliniques de C. acnes. Lors d’une étude préliminaire, nous avons remarqué que C. acnes isolé à partir d’IOA forme deux fois plus de biofilm que les souches isolées d’une peau normale dans deux modèles (coloration au cristal violet et microscopie à fluorescence. Cependant, nous n’avons pas observé de différence dans le taux d’internalisation de ces souches par les ostéoblastes. Cependant, la quantité de biofilm formé par C. acnes avant et après l’internalisation a été comparée. Une augmentation significative de la formation de biofilm a été observée pour les souches isolées à partir de la peau. (x2,3 ± 0,07; p = 0,008, test de Mann-Whitney) Cependant, le caractère hydrophobe des souches cutanées est significativement moins important que pour les souches cliniques isolées d’ioa (24,8 ± 13% contre 56,6 ± 12%, p = 0,003, Test de Mann-Whitney). Ces résultats n’évoluent pas après l’internalisation, ce qui suggère qu’il n’y a pas d’évolution de la paroi cellulaire. A travers cette étude, nous voulons démontrer l’impact de l’internalisation bactérienne par les ostéoblastes sur le comportement virulent de C. acnes, ce qui pourrait expliquer la h pathogénicité de cette bactérie commensale.

Cutibacterium acnes biofilm formation before and after internalization in osteoblasts

Fluorescent Microscopy (live/dead staining)


Dosage de l’expression des gènes codant les peptides antimicrobiens chez les patients atteints de parodontite chronique généralisée modérée à sévère.

Etude clinique pilote (PAROPAM):

Responsable du projet : Dr. J. Braux

Collaboratrice : Dr. Marie-Laure Jourdain

FINANCEMENT: Projet Incitatif Amont

THEMATIQUE

La pathogénie de la maladie parodontale est essentiellement basée sur une réponse inflammatoire inadaptée du parodonte en réponse aux agressions bactériennes imposées par le biofilm buccal. Quarante-cinq peptides antimicrobiens (AMPs), acteurs récemment impliqués dans la réponse immunitaire innée précoce contre les agressions bactériennes, ont pu être identifiés dans le fluide gingival, les tissus parodontaux ou la salive. Ces AMPs ont rencontré ces dernières années un vif enthousiasme dans le domaine de la parodontologie de par leur intérêt diagnostique et du potentiel développement thérapeutique qu’ils représentent. Le but de cette étude pilote est d’étudier l’expression des gènes codant les AMPs chez des patients atteints de parodontite chronique généralisée modérée ou sévère à partir d’une méthode simple de prélèvement couramment employée cliniquement (le frottis gingival) et de les comparer à celle de patients sains ou à celle de sites sains émanant du même patient. Les résultats de cette étude pilote montrent des niveaux d’expression significativement différentes entre les groupes sains et atteints de parodontite pour trois de ces AMPs. Cette étude pose ainsi les bases au développement d’une étude clinique plus puissante.

CPP: 15-10-02-PAROPAM / ANSM: 2015-A01228-41/ ClinicalTrials.gov. NCT02793453


Pathologie osseuse dans la mucoviscidose (MucOs):

Responsables du projet : Dr. F. Velard – Dr. J. Jacquot

(Tél : +33 3.26.91.80.10 Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : Vaincre la mucoviscidose – Vertex Pharmaceuticals – SATT Nord

DOMAINES D’APPLICATION : Santé humaine

PUBLICATIONS :     – Velard F, et al. Am J Respir Crit Care Med. 2018;198(7):968-70.

                                 – Abdallah D, et al. Front Immunol. 2018;9:632.

                                 – Jacquot J, et al. JSM Bone Joint Dis. 2017;1(1):1005.

                                 – Delion M, et al. J Pathol, 2016;240(1):50-60.

                                 – Jacquot J, et al. Osteoporosis Int. 2016;27(4):1401-12

                                 – Velard F, et al. Eur Respir J. 2015;45(3):845-848.

                                 – Velard F, et al. Am J Respir Crit Care Med. 2014;189(6):746-8.

COLLABORATIONS : Hôpital Necker INSERM U 1151, Paris / Hôpital Cochin, Paris / Hôpital Européen Georges Pompidou, Paris / INSERM U 938, Paris / INRA UMR USP, Tours / INSERM U 1100, UFR, Tours / LASMIS, FRE CNRS 2848, UTT Troyes / LEM3, UMR CNRS 7239, UL, Metz / Center for Cystic Fibrosis & Airways Disease Research, Emory University, Atlanta, USA / The Saban Research Institute, University of South California, Los Angeles, USA / Iowa Institute for Biomedical Imaging, University of Iowa, Iowa City, USA / Institute of Cellular Medicine, NewCastle University, UK / Ludwig-Maximilians-Universität, Munchen, Germany / Universita’ Degli Studi Di Milano, Italy / National University Of Ireland, Cork, Ireland.

THEMATIQUE :

L’homéostasie tissulaire est assurée par un couplage des activités des cellules ostéoformatrices et ostéorésorbantes. Toute perturbation de cet équilibre en faveur des ostéoclastes mène irrémédiablement à une perte osseuse.

Chez les patients souffrant de mucoviscidose (CF), un risque de fractures vertébrales et costales majoré a été rapporté et lié à une ostéoporose précoce due à des mutations dans le gène codant le canal chlorure CFTR. Nos précédents travaux au laboratoire ont confirmé l’expression de CFTR dans les cellules ostéoformatrices, les ostéoblastes, et ont démontré que la déficience du canal CFTR dans les ostéoblastes issus de patients CF in vitro aboutit à une dérégulation des fonctions biologiques de ces cellules. Chez le patient possédant un CFTR dysfonctionnel, une meilleure compréhension du remodelage osseux passe par une étude sur la communication ostéoblaste-ostéoclaste et donc, par une caractérisation plus complète des propriétés biochimiques des ostéoblastes, des ostéoclastes et de leurs interactions.

Deux programmes de recherche sont ainsi développés : « Formation et activité fonctionnelle des ostéoclastes : implication dans la perte osseuse chez les patients atteints de mucoviscidose et étude des effets de correcteurs de CFTR » et  « Etude de l’implication de la S1P dans la pathologie osseuse liée à la mucoviscidose ». Ils visent à mieux comprendre la communication entre les ostéoblastes et les ostéoclastes, ces travaux sont réalisés au travers de trois approches :

1) L’impact du défaut d’activité CFTR sur la voie S1P

2) L’impact du défaut d’activité CFTR sur les précurseurs circulants et le phénotype ostéoclastique

3) L’impact du défaut d’activité CFTR sur le dialogue entre ostéoblastes et ostéoclastes

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1- Ostéoclastes plurinucléés après 14 jours de culture (microscopie à fluorescence ; vert = cytosquelette d’actine, blanc = noyaux)
2-Résorption de dentine par les ostéoclastes (microscopie électronique à balayage x 200)
 Parallèlement à ces études sur cellules primaires humaines nous caractérisons également le phénotype osseux d’un modèle porcin CFTR KO afin de comprendre l’impact du défaut de flux chlorure sur le développement et l’architecture osseuse.

Innovative non-thermal plasma disinfection process inside sealed bags: Effectiveness in regard to current sterilization norms (PLAS’STER)

Responsable : Dr. MP. Gellé

(Tél : +33 3.26.91.86.41 Email : [email protected])

FINANCEMENT : Projets Emergence ; ANR et DGA

DOMAINES D’APPLICATION : Milieu médical, pharmacologie, aérospatial

PUBLICATIONS : – BenBelgacem Z, et al. IRBM. 2016;37:68–74.

– BenBelgacem Z, et al. PLoS ONE. 2017;12(6): e0180183.

BREVET : WO 2012/038669 A1. JM Popot et MP Gellé

COLLABORATION : CRITT-MDTS (Charleville – Mézières), Sominex (Bayeux), UMR7344 GREMI

OBJECTIF : Mise au point d’un prototype permettant de stériliser par plasmas non thermiques des dispositifs médicaux pré-conditionnés dans un sac de stérilisation. Cette technique de stérilisation est dédiée aux dispositifs ne supportant pas des méthodes de stérilisation conventionnelles telle que la gammagraphie, la chaleur humide (autoclave) et l’oxyde éthylène.


Articulateur pour prothèse en odontologie pédiatrique. Mise au point d’un prototype d’articulateur modulable

utilisable du jeune enfant à l’adulte.

Responsable : Dr. MP. Gellé

(Tél : +33 3.26.91.86.41 Email : [email protected])

COLLABORATION : Laboratoire EA 4691 « BIOS «, CHU-Reims-Unité d’aide méthodologique, CHU Reims – Pôle odontologique et lycée Saint Jean-Baptiste de la Salle.

OBJECTIF : Mise au point d’un prototype d’articulateur modulable utilisable chez le jeune patient, depuis la petite enfance jusqu’à l’âge adulte.

DOMAINES D’APPLICATION : Odontologie. Prise en charge de patients par exemple atteints de maladies génétiques ou ayant subi un traumatisme dentaire et nécessitant une réhabilitation prothétique.

CONTEXTE MEDICAL :

Dans le domaine odontologique, l’utilisation d’un articulateur permet de réaliser une analyse occlusale à des fins pré-prothétiques, pré-orthodontiques ou dans le cadre d’une dysfonction de l’appareil manducateur (D.A.M.). Dans un but thérapeutique, il permet lors de la réalisation de prothèses dentaires, une meilleure communication entre le chirurgien-dentiste et le prothésiste, une simulation de la situation occlusale souhaitée, tout en travaillant en l’absence du patient.

En effet, pendant des décennies, les jeunes patients atteints de maladies génétiques ayant une répercussion sur le développement maxillo-facial et dentaire ont été les « parents pauvres » dans le domaine de la chirurgie-dentaire. Depuis une dizaine d’année, des enfants, dès l’âge de 3 ans, sont pris en charge au sein des centres hospitaliers universitaires. Cependant, la réalisation de prothèses dentaires s’avère difficile et compliquée du fait qu’aucun articulateur ou arc facial n’est adapté aux enfants. Idéalement, la création d’un articulateur modulable capable de s’adapter à la croissance de l’enfant permettrait de lever un certain nombre de verrous diagnostiques, thérapeutiques et techniques.

Ce projet se divise en plusieurs étapes :                    

  • Etude épidémiologique et statistique. Cette étude se propose d’étudier les différents points anatomiques nécessaires à la réalisation d’un articulateur (Art), d’un arc facial (AF), d’une table de montage (TM)) et d’une fourchette (F). Elle est actuellement menée au sein du Pôle Odontologie du CHU de Reims. L’inclusion des patients est réalisée au cours des consultations dans les services d’Odontologie Pédiatrique (OP) et d’Orthopédie Dento-Faciale (ODF). Trois classes d’âges ont été sélectionnées : 3 à < 6 ans ; 6 à < 9 ans et 9 à 12 ans.
  • Etude de faisabilité de la réalisation d’un prototype par impression tridimensionnelle (3D) a été effectuée dans le cadre du lycée Saint Jean-Baptiste de la Salle.
  • Impression 3D du prototype sera réalisée avec le groupe de travail du lycée Saint Jean-Baptiste de la Salle après analyse statistique de l’étude épidémiologique.
  • Comparaison du prototype avec un articulateur classique lors de la prise en charge de patients dans le cadre du Pôle Odontologie du CHU de Reims.


Délivrance contrôlée en site osseux de principes actifs anti-inflammatoires et anticancéreux dérivant des agro-ressources (TarAgrOs):

Responsables du projet : Dr. F. Velard – Pr. S.C. Gangloff

(Tél : +33 3.26.91.80.10 Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : Programme ESSAIMAGE région Champagne-Ardenne

DOMAINES D’APPLICATION : Validation et ciblage de principes actifs

PUBLICATIONS : Barberot et al. Eur J Med Chem. 2018. 25;146:139-146

COLLABORATIONS : UMR CNRS 7312 ICMR, URCA, Reims / UMR CNRS 7369 MEDyC, URCA, Reims / Center for Cystic Fibrosis & Airways Disease Research, Emory University, Atlanta

THEMATIQUE :

Lors du comblement de défauts osseux, l’obtention d’une régénération tissulaire optimale reste un verrou scientifique majeur. Avec près de 2,2 millions de greffes osseuses réalisées par an, elle devient un problème de santé publique compte tenu, notamment, du vieillissement des populations des pays industrialisés. Les biomatériaux phosphocalciques, ostéomimétiques sur le plan physico-chimique, sont couramment utilisés pour pallier au manque de disponibilité de moelle osseuse autologue (qui reste, aujourd’hui encore, la référence pour le comblement des défauts osseux). Néanmoins, l’inflammation consécutive à l’utilisation de ces biomatériaux phosphocalciques, tout comme le fait que de nombreux défauts osseux soient consécutifs à des résections tissulaires survenant dans le cadre de traitements chirurgicaux de cancers osseux, nécessitent que les méthodes de comblement de nouvelle génération prennent en compte ces éléments. A ce jour, aucun des substituts disponibles pour le comblement ne permet de contrôler ces phénomènes inflammatoires ou les risques de récidives cancéreuses liés aux mécanismes métastatiques. Toutefois, les produits issus des agro-ressources (dérivés de d’acide lévulinique) nous permettent désormais d’accéder à des principes actifs de type pyridazinone, scaffolds ayant déjà démontrés leurs propriétés anti-inflammatoires et anticancéreuses. Le projet TarAgrOs propose :

  1. i) De pharmaco-moduler le motif pyridazinone afin d’augmenter son efficacité et d’y greffer un groupement capable de porter une séquence peptidique bi-fonctionnelle (ciblage spécifique de la phase minérale osseuse et le relargage conditionné du motif pyridazinone par la population cellulaire ciblée) et un fluorochrome (pour localiser les principes actifs par imagerie),
  2. ii) Valider in vitro l’efficacité des différents groupements (ciblage/relargage) et confirmer la conservation des effets (anti-inflammatoires et anticancéreux) sur les cellules, et

iii) Valider in vivo le ciblage du tissu osseux et l’impact de nos constructions moléculaires sur sa régénération.

Au-delà du développement d’une approche transversale et multi-échelle novatrice, TarAgrOs permettra une meilleure compréhension et une meilleure maîtrise des mécanismes gouvernant la régénération osseuse et la progression tumorale en site osseux, permettant à terme de pallier les effets potentiellement délétères des biomatériaux, voire de les fonctionnaliser avec les dérivés pyridazinones, et ce, afin de favoriser un retour à l’autonomie des patients d’autant plus rapide que les risques inflammatoires et cancéreux seront minorés. En réduisant la durée de régénération tissulaire et en limitant le risque de rechute pathologique, ce projet TarAgrOs vise à améliorer à la fois le confort des patients et leur « bien-être » tout en évitant  le surcoût d’interventions futures.

Effet des molécules à motif pyridazinone sur le recrutement des PMNs humains par l’IL-8 (Eur J Med Chem 2018;146:139-146).

Interaction cellules souches /bactéries : effet sur la virulence bactérienne et les propriétés d’immunomodulation des cellules souches

Responsables : Dr. H. Kerdjoudj/F. Reffuveille

(Tél : +33 3.26.91.80.12 Email : [email protected] / +33 3 26 91 81 12 Email : [email protected])

 

FINANCEMENT : Fondation des Gueules Cassées

DOMAINE D’APPLICATION : Interface biologie cellulaire/microbiologie

THEMATIQUE :

Le développement de biofilms bactériens est un problème majeur lors de l’implantation de prothèses orthopédiques. Les cellules osseuses notamment les cellules souches mésenchymateuses peuvent interagir avec les bactéries responsables des infections. Les bactéries envahissent alors l’espace intracellulaire échappant ainsi aux cellules immunitaires. L’objectif de ce projet est d’étudier les interactions des cellules souches mésenchymateuses avec les bactéries commensales non pathogènes et d’analyser d’une part les propriétés de virulence des bactéries telles que la formation de biofilms ou encore une résistance à la phagocytose et d’autre part la réponse des cellules souches mésenchymateuses infectées en vue d’une réparation tissulaire.