Porteur de projet : Jean-Daniel Malcor
Personnes impliquées dans le projet : Marielle Pasdeloup, Frédéric Mallein-Gerin, Jérôme Lafont
Le cartilage est un tissu avasculaire qui ne se régénère pas et la réparation du cartilage représente un défi clinique de plus en plus important avec l’augmentation des activités sportives et du vieillissement de la population. Notre objectif est de développer des biomatériaux pour l’ingénierie tissulaire du cartilage. Ces biomatériaux, fabriqués à partir de collagène ou de fibrine, sont conçus pour servir de support à des chondrocytes (cellules du cartilage), ou à des cellules souches mésenchymateuses (CSMs) extraites par exemple de tissu adipeux ou de pulpe dentaire, capables de s’engager dans un lignage chondrocytaire.
Outre leur rôle structurel, les biomatériaux doivent fournir les signaux biologiques nécessaires pour diriger la réponse cellulaire (adhésion, survie, prolifération, différenciation). La matrice extracellulaire (MEC) du cartilage, principalement composée de collagène (molécule en triple hélice), est le support naturel des chondrocytes. Nous cherchons à reproduire les caractéristiques-clés de la MEC dans la conception de nos biomatériaux.
Notre approche consiste à employer des peptides triple hélices (PTHs), une famille de peptides biomimétiques qui s’assemblent spontanément en solution pour adopter la même conformation moléculaire que le collagène natif. Grâce à des PTHs contenant des séquences ciblant spécifiquement certains récepteurs au collagène (tels que les intégrines α1β1, α2β1, α10β1 et α11β1, ou les récepteurs au domaine discoidin 1 et 2), nous étudions comment les interactions cellules-collagène influencent l’activité des chondrocytes et la différenciation chondrogénique des CSMs .
Ces nouvelles connaissances fondamentales nous permettent de modifier nos biomatériaux avec les PTHs appropriés pour promouvoir la chondrogenèse et la production cartilage par les cellules (chondrocytes ou CSMs). Nous nous intéressons particulièrement au rôle de l’intégrine α10β1. Les biomatériaux fonctionnalisés avec des PTHs et chargés en cellules représentent d’une part une plateforme d’étude fondamentale des interactions cellule-matrice et d’autre part peuvent servir de cartilage reconstruit pour une greffe au niveau d’une lésion cartilagineuse.
Sélection de publications
1. J-D. Malcor and F. Mallein-Gerin, Biomaterial functionalization with triple-helical peptides for tissue engineering, Acta Biomater.148 (2022) 1-21.
2. J-D. Malcor, V. Juskaite, D. Gavriilidou, E.J. Hunter, N. Davidenko, S. Hamaia, S. Sinha, R.E. Cameron, S.M. Best, B. Leitinger, R.W. Farndale, Coupling of a specific photoreactive triple-helical peptide to crosslinked collagen films restores binding and activation of DDR2 and VWF, Biomaterials 182 (2018) 21-34.
3. J-D. Malcor, D. Bax, S.W. Hamaia, N. Davidenko, S. Best, R. Cameron, R. Farndale, D. Bihan, The synthesis and coupling of photoreactive collagen-based peptides to restore integrin reactivity to an inert substrate, chemically-crosslinked collagen, Biomaterials 85 (2016) 65-77.
4. J-D. Malcor, E. Hunter, N. Davidenko, B. Bax, S. Best, R. Cameron, S. Sinha, R. Farndale, Collagen scaffolds functionalized with triple-helical peptides support 3D HUVEC culture, Regenerative Biomaterials 5 (2020) 7 471-481.
5. M. Colzani, J.D. Malcor, E.J. Hunter, S. Bayraktar, M. Polkinghorne, R. Cameron, S. Best, S. Sinha, R. Farndale, Modulating hESC-derived cardiomyocyte and endothelial cell function with triple-helical peptides for heart tissue engineering, Biomaterials 269 (2021) 120612.
