La sclérose latérale amyotrophique

La sclérose latérale amyotrophique

Le génie tissulaire

Le génie tissulaire est un domaine de recherche multidisciplinaire qui utilise du matériel biologique issu d’un individu afin de recréer ou de réparer un organe ou un tissu.Ces tissus recréés peuvent ou non être destinés à une greffe à la suite de leurs productions.Un des usages très communs du génie tissulaire est la reconstruction tissulaire pour les grands brulés. Une biopsie de peau est prélevée sur la personne brûlée à un endroit du corps qui n’a pas été endommagé par les flammes. Les cellules sont par la suite extraites, puis cultivées pour produire le tissu qui pourra être greffé.
Plusieurs techniques peuvent être utilisées pour la production des peaux reconstruites pour les greffes. Tout d’abord, les tissus peuvent être complètement autologues, c’est-àdire qu’ils ne comportent aucun matériau exogène. Ces tissus ont l’avantage de ne pas être rejetés par l’organisme, puisque les éléments le constituant ont été extraits de l’organisme sur lequel il sera greffé. Il n’y a donc pas de risques de rejets. Certains tissus reconstruits peuvent aussi inclure des matériaux exogènes pour reproduire des éléments du tissu natif. Un matériau d’échafaudage peut être incorporé pour donner un support aux cellules.120–122 Ces matériaux sont souvent présents pour reproduire la matrice extracellulaire. De nombreux composés existent pour remplir ce rôle. Parmi ceux-ci, le chitosane est très populaire pour former des cavités poreuses dans lesquelles peuvent se loger les cellules.121,123,124 Il est également possible de penser au MatrigelTM qui est employé très fréquemment aussi.125–127 Une autre alternative est d’utiliser des matrices décellularisées.128–131 Des techniques de bioimpressions peuvent également être employées lors de la production de tissus reconstruits pour donner des formes et des propriétés particulières aux tissus.Cependant, l’ajout de composés exogènes rend les tissus plus risqués à greffer, de par les risques accrus de rejets. De plus, il est possible que ces composés entraînent une dérégulation de l’expression de certains gènes.135 Pour pallier à ce problème, le modèle par autoassemblage développé au Laboratoire d’organogénèse expérimentale (LOEX) permet de recréer un tissu à partir de cellules humaines sans ajout de composés exogènes.118,136 Cette technique permet de recréer une peau reconstruite similaire au niveau histologique à celle de la peau normale humaine.137 Cette technique se base sur la capacité de certaines cellules à sécréter leur propre matrice extracellulaire. C’est le cas des fibroblastes dermiques qui, en présence d’acide ascorbique, s’écrêtent des protéines de la matrice extracellulaire. En les cultivant suffisamment longtemps, il est possible d’obtenir des feuillets manipulables qui peuvent par la suite être employés pour la greffe de grands brulés, pour le développement de modèles tridimensionnels (3D) pour l’étude de différentes pathologies81,118,137 ou pour tester l’effet de substances chimiques.
Plusieurs types de peaux reconstruites peuvent être produits. En fonction des besoins et des applications visés par ces peaux, il est possible de reconstruire uniquement un derme, uniquement des cellules de l’épiderme, ou bien une bicouche composée d’un derme et d’un épiderme.108 Différents modèles ont déjà été créés par génie tissulaire. Parmi ceux-ci, il est possible de retrouver le modèle phototype et l’irradiation UV, le modèle du mélanome, le modèle de guérison de plaies cutanées, le modèle psoriasique, le modèle de plaies cutanées, le modèle de peau pleine épaisseur et le modèle ex vivo.L’exemple de la greffe n’est qu’un seul parmi d’autres qui permettent de comprendre l’utilité de la recherche dans le domaine du génie tissulaire. Différents types de tissus peuvent être d’ailleurs être produits selon les besoins et les recherches. Par exemple, il est possible de recréer du tissu adipeux141, des tissus osseux, des vaisseaux sanguins128,143–146, des cornées147, des tissus nerveux148 ou même des valves cardiaques149–151. Il existe bien sûr d’autres utilités au génie tissulaire que celle de la production de tissus ou d’organes destinés à être greffés. Il est également possible de produire des modèles qui miment des maladies afin d’en étudier les fonctionnements, les mécanismes d’actions, et même de tester de nouvelles substances à potentiel thérapeutique.

Spectroscopie infrarouge
Dans tous les cas de SLA, des agrégats pathologiques sont retrouvés chez les patients atteints.21,36,76 Pour détecter de tels agrégats, la technique de spectroscopie infrarouge a été envisagée pour sonder les tissus biologiques et détecter ces agrégats. Cette technique permet d’observer, entre autres, des changements dans la structure secondaire des protéines qui accompagne l’agrégation de certaines d’entre-elles.

Théorie et fonctionnement

La spectroscopie infrarouge (IR) est une technique d’analyse qui permet de sonder des échantillons avec des rayonnements dans le domaine de l’infrarouge. Des applications chimiques sont possibles pour obtenir des spectres d’absorbance permettant de déduire la structure d’un composé. Il est également possible d’obtenir des informations sur la composition en biomolécules dans le cas où l’échantillon est de nature biologique. Cette méthode est non destructive, c’est-à-dire que les échantillons peuvent être récupérés à la fin des analyses.
Le spectre électromagnétique se divise en plusieurs domaines distincts, comme il est possible d’observer à la figure 1.5. Chaque domaine possède une plage de longueurs d’onde ainsi qu’un nom plus commun qui le définit. Par exemple, la région la plus énergétique (à gauche sur la figure 1.5) correspond aux rayons gamma, qui sont très pénétrants et de très hautes énergies. À l’opposé sur le spectre, il est possible de retrouver des ondes de plus faible énergie, les microondes et les ondes radios. Nos yeux sont quant à eux capables de détecter les rayonnements de longueurs d’onde situées dans la région entre 400 et 760 nm.157 Les rayons UV qui nous proviennent du soleil sont plus énergétiques que la lumière visible. Dans la spectroscopie infrarouge, il s’agit des infrarouges qui sont utilisés. Ceux-ci sont situés dans une région légèrement moins énergétique que les rayonnements visibles.

Table des matières

Résumé
Abstract
Table des matières
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations et des sigles
Remerciements
Avant-propos
Chapitre 1 : Introduction 
1.1 La sclérose latérale amyotrophique
1.1.1 Description générale de la maladie
1.1.2 SLA familiale
1.1.3 SLA sporadique
1.1.4 Caractéristiques pathologiques de la SLA
1.1.5 Traitements disponibles
1.1.6 Biomarqueurs et méthodes de diagnostic
1.2 La peau pour étudier la SLA 
1.2.1 Lien entre la peau et le SNC : le développement embryonnaire
1.2.2 Avantages et inconvénients d’étudier la peau
1.3 La peau
1.4 Le génie tissulaire 
1.5 Spectroscopie infrarouge 
1.5.1 Théorie et fonctionnement
1.5.2 Utilité en chimie
1.5.3 Utilité en biologie
1.5.4 Application possible avec les peaux reconstruites
1.6 Problématique et hypothèse de recherche 
1.6.1 Problématique
1.6.2 Hypothèse de recherche
1.6.3 Objectifs de recherche
1.6.4 Impact des potentielles découvertes sur le diagnostic de la maladie
Chapitre 2 : Differential diagnosis of idiopathic amyotrophic lateral sclerosis using Fourier-transform spectrochemical analysis of patient-derived skins
2.1 Résumé 
2.2 Abstract
2.3 Introduction
2.4 Materials and methods
2.4.1 Subjects, cells isolation and culture
2.4.2 Tissue–engineered skin production
2.4.3 Fourier-transform infrared spectroscopy analysis
2.4.4 ELISA
2.5 Results 
2.5.1 FTIR spectroscopy analysis of the TES structural properties
2.5.2 PCA and HCA analysis
2.6 Discussion 
2.7 Acknowledgements
2.8 Author contributions
2.9 References
Chapitre 3 : Discussion
Chapitre 4 : Conclusions et perspectives 
Bibliographie

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