Etude des phénomènes de mécanoactivation et de mécanotransduction des chondrocytes - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2002

Study of the phenomena of mecanoactivation and mecanotransduction of chondrocytes

Etude des phénomènes de mécanoactivation et de mécanotransduction des chondrocytes


The cartilage is an hydrated connective tissue in joints that withstands and distributes mechanical forces. The chondrocytes utilize mechanical signals to regulate their metabolic activity through complex biological and biophysical interactions with the extracellular matrix. The objective of this work was to study the influence of shear stress on cells behavior cultured in monolayer. Then, cells seeded onto 3D biosystems (alginate and alginate with hyaluronate or hyaluronate derivative) were submitted to a mechanical stress by creating collision between the biosystems in order to simulate the traumatisms resulting from accidental shocks. The metabolic activities, the expression of type I and II collagen and CD44 receptors and integrins [alpha]4/[beta]1 and [alpha]5/[beta]1 were the main studied parameters. Lastly, the importance of mechanical stress on cell redifferentiation process was investigated. Our results show that mechanical stress increased the chodrocyte metabolic activity compared with static cultures. As mechanical stimulus caused variations of adhesion molecules, it seems that these receptors can induce a variety of stimulatory signais to regulate chondrocyte metabolic activities in cartilage microenvironment. Moreover, no dedifferentiation was observed under the mechanical stress. On the contrary, it seems that the redifferentiation process was faster under the mechanical stress. Finally, during a mechanical stimulation, the shock wave might be attenuated in matrix with hyaluronate derivative resulting in a significant decrease of synthesis activities.
Le cartilage est un tissu hydraté soumis en permanence à des contraintes mécaniques. Les chondrocytes y répondent en régulant leur activité métabolique à travers des interactions biologiques et biophysiques avec leur matrice extracellulaire. L'objectif de ce travail a été d'étudier la mécanobiologie des chondrocytes en monocouche ou maintenus dans des biosystèmes 3D. Les activités métaboliques, l'expression des collagènes et des récepteurs d'adhérence sont les principaux paramètres étudiés. Enfin, l'importance de ces stimulations mécaniques a été évaluée dans le processus de re-différenciation de chondrocytes possédant un phénotype fibroblastique. Nos résultats ont montré que les chondrocytes soumis à des contraintes mécaniques possédaient des activités métaboliques plus importantes que les chondrocytes maintenus dans des conditions statiques. De plus, la stimulation mécanique module l'expression des molécules d'adhérence. En revanche, aucune dédifférenciation des chondrocytes n'est observée. Il semblerait qu'au contraire le retour de cellules dédifférenciées vers leur phénotype d'origine soit accéléré sous stimulation mécanique.
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Céline Gigant-Huselstein. Etude des phénomènes de mécanoactivation et de mécanotransduction des chondrocytes. Biotechnologies. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2002. Français. ⟨NNT : 2002NAN10297⟩. ⟨tel-01747030⟩
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