2012>2020. Un continuum du lycée à l université Présentation des projets de recherche. Mardi 20 mai 2014

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1 2012>2020 Un continuum du lycée à l université Présentation des projets de recherche Mardi 20 mai 2014

2 Projet : Effets des beta-glucanes sur la différenciation et caractérisation phénotypique des chondrocytes Lycéens : CHARROY Benjamin PEDRO Hillaria KURT Sinan LUNEAU Clarisse DAIGNEY Victor KANZALLAH Lycée Benjamin Franklin Doctorant : LARGUECH Gaith I3MTO EA Imagerie Multimodale Multiéchelle et Modélisation du Tissu Osseux et articulaire

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4 Qu est-ce que l arthrose? Introduction L'arthrose est la maladie articulaire la plus répandue. Elle se caractérise par la destruction du cartilage et s étend à toutes les structures de l'articulation, notamment l os et le tissu synovial. - Entre 1,8 et 2,3 millions de français concernés. (HAS, 2010) - 8 patients gonarthrosiques ou polyarthrosiques sur 10 sont limités dans leur quotidien. (Fautrel B Rev. Rhum 2005) prothèses de genou posées chaque année. (Le Pen C et al, Rev Rhum 2005)

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7 7 C est quoi le cartilage? Le cartilage est un tissu conjonctif qui recouvre les extrémités osseuses. Formé par des cellules de forme arrondie, les chondrocytes, ils sont au sein d'une matrice extracellulaire.

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10 La recherche sur les causes de l arthrose est très active : Nouvelles cibles thérapeutiques. Développer des médicaments spécifiques contre l arthrose.

11 Le Béta-(1,3)/(1,6) Glucane est une molécule extraite de la paroi des cellules de la Levure de Bière et des champignons.

12 Le Béta Glucane est un polysaccaride. Les polysaccharides sont une forme de glucides appelés dans le langage courant des sucres. En chimie : Ce sont des polymères formés d'un certain nombre d'oses (ou monosaccharides).

13 SOX9, COL2A1 et ACAN

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15 Comptage des cellules lors du premier passage vers la différenciation chondrocytaire.

16 CSM CH

17 Merci pour votre attention

18 18 I3MTO et Lycée Benjamin Franklin (Imagerie Multimodale Multi-échelle et Modélisation du Tissu Osseux et articulaire) Lycéens : Jule BELLA, Aglaé DUFOUR, Pierre HENNEGUIER Doctorant : Marija MAZOR Directeur du laboratoire : Éric LESPESSAILLES

19 19 Ingénierie du cartilage articulaire Une nouvelle souche cellulaire Chondrocyte-like issue d un genou arthrosique: potentialité de régénérescence du cartilage. PhD Student: Marija Mazor Directeur de thèse: Pr. Hechmi Toumi Projet: EDIFICE Lycée: Benjamin Franklin d'orléans Responsable: Lila Gomes Lycéens: Bella Jule, Dufour Aglaé, Henneguier Pierre.

20 D une articulation normale à l'arthrose Figure 1. De gauche à droite : radiographie normale du genou droit de face. Arthrose débutante (pincement de l interligne, ostéophytes). Arthrose terminale (disparition complète des cartilages : les deux os - fémur et tibia - sont au contact l un de l autre)

21 Traitement actuel - Greffe de chondrocytes autologues Effet indésirable apparence de l'arthrose sur le site du cartilage sain.

22 Cellule souche Une cellule souche est une cellule indifférenciée. Capacité à engendrer des cellules spécialisées par différenciation cellulaire. Capacité à se maintenir par prolifération dans l'organisme. Les cellules souches sont présentes chez tous les êtres vivants multicellulaires. En effet, elles jouent un rôle très important dans le développement des organismes ainsi que dans le maintien de leur intégrité au cours de la vie.

23 23 Type et rôle des cellules souches Cellules souches totipotents sont capables de conduire au dévelopement d un être humain oeuf fecondé. Cellules souches pluripotentes sont capables de former tous les tissus de l organisme mais ne peuvent pas aboutir à la création d un individu complet cellules embryonnaires. Cellules souches multipotents sont à l origine de plusieurs types de cellules differenciées. Caractérisées par la multiplication et la maturation cellulaire cellules souches adultes.!!! Les cellules souches ADULTES participent au renouvellement et à la réparation des tissus adultes - les cellules souches mésenchymateuses sont un type de cellules souches adultes.

24 Régénération du cartilage par les cellules souches mésenchymateuses Les cellules souches mésenchymateuses (CSM) peuvent produire plusieurs types de cellules appartenant aux tissus squelettiques tels que le cartilage, les os et la graisse. Les scientifiques étudient comment les CSM pourraient être utilisées pour traiter les maladies des os et du cartilage. 24

25 Hypothèse de notre projet! Le cartilage arthrosique contient une sous-population de cellules souches mésenchymateuses qui peut avoir le potentiel de se régénérer et de guérir le cartilage. Pool de cellules CELLULES SOUCHES MESENCHYMATEUSES CHONDROCYTES

26 Objectif du projet Déterminer la présence de cellules souches mésenchymateuses dans le cartilage ostéoarthritique 1. Détermination du potentiel de différenciation de la cellule isolée à partir de cartilage ostéo-arthritique 2. La mesure des gènes caractéristiques des cellules souches mésenchymateuses Méthodes utilisées 1. Differentiation assay - les cellules seront dans un milieu spécifique de la différenciation et de la détection de différents types cellulaires par des couleurs spécifiques 2. Extraction de manr qui présente les gènes exprimés dans les cellules (Préparation pour la PCR) Chondrocytes Osteocytes Adipocytes 26

27 1. Differentiation assay Grade 0 Grade2 1. Differentiation assay 1. Grattage de cartilage 2. La culture cellules-grade 2 cellules 3. Traitement à la trypsine 5. L'ensemencement des cellules dans un milieu spécifique de la différenciation Chondrocytes Osteocytes Adipocytes 4. Collection de suspension

28 1.Differentiation assay Détection de différents types cellulaires par des couleurs spécifiques Résultat de la coloration Chondrocytes Osteocytes Adipocytes Protéoclycans in red/brown, cytoplasm in gray green Minerals in black Lipids 28 flourescent in red

29 2. Extraire l ARN Techniques Trizol, Phénol/chloroforme 29

30 Perspective à court terme (02.o ) ARNm extrait Transcription inverse L ARN est transformé en ADNc Q PCR la mesure de gènes caractéristiques des cellules souches mésenchymateuses

31 Merci pour votre attention

32 Projet : Etude de l innervation et de la vascularisation de l os sous-chondral dans l arthrose CHERIEF Masnsen Lycée Benjamin Franklin I3MTO EA Imagerie Multimodale Multiéchelle et Modélisation du Tissu Osseux et articulaire

33 Introduction : Qu est-ce que l arthrose? - L arthrose n est pas qu une simple «usure» du cartilage. C est un processus actif impliquant l ensemble des tissus de l articulation. - Notre travail cible une partie de l articulation du genou qui est le plateau tibial. - Le plateau tibial est la face supérieure du tibia représentant une sorte de plateau horizontal. Tibia

34 Coupe transversale du plateau tibial - Le plateau tibial est composé de : Cartilage Cartilage calcifié Os sous-chondral La progression de l arthrose est remarquable au niveau du plateau tibial Coloration HES. X40

35 - L arthrose s accompagne de 3 phénomènes importants : - Vascularisation : les vaisseaux sanguins envahissent le cartilage. - Innervation : les nerfs envahissent le cartilage et la douleur augmente. - Inflammation : favorise la vascularisation et joue un rôle dans la douleur. Vaisseaux sanguins

36 36 - Nous proposons d étudier ces trois phénomènes afin de mieux comprendre la progression de l arthrose. - Pour cela, on utilise des techniques de biologie moléculaire afin de mesurer l expression des gènes : - (VEGF), Vascular Endothelial Growth Factor > la vascularisation - (NGF), Neuronal Growth Factor > l innervation - (IL-1), InterLeukine-1 > l inflammation au niveau du plateau tibial.

37 Protocole Echantillonnage Avant échantillonnage Zones de dégradations Après échantillonnage

38 Extraction des ARN totaux Extraction d ARN au TRIzol 1 - Phase d homogénéisation des échantillons Azote liquide + Trizol 2 - Phase de séparation au chloroforme 3 - Précipitation des ARN à l isopropanol 4 - Lavage des ARN à l éthanol 70% Homogénéisation dans l azote liquide 5 - Suspension des ARN dans l eau 6 - Dosage des ARN au BioAnalyzer

39 Protocole Reverse transcription ARN ->ADNc L ARN est transformé en ADNc qrt-pcr 1 VEGF 2 NGF 3 IL-1 Analyse de l expression des gènes cibles résultats Bons et Intégrés Pour la suite de l étude

40 Merci pour votre attention