ANR 2014 : PulpCell

Innovation biomédicale (DS0404) 2014Projet PulpCell

Des cellules de la pulpe dentaire pour l’ingénierie tissulaire

L'objectif général de ce projet est de développer des approches thérapeutiques innovantes pour la pulpe dentaire lésée par ingénierie tissulaire, à partir de « tissus équivalents » (cellules pulpaires ensemencées dans une matrice 3D). Les cellules de la pulpe constituent un outil accessible pour l’ingénierie tissulaire et ce projet pourrait avoir un impact majeur sur le traitement des maladies dentaires. De plus, les cellules pulpaires pourraient être adaptées à la bioingénierie des os craniofaciaux en raison de leur origine embryologique et nous nous proposons de développer également un tissu équivalent dans ce contexte. 
Des dents humaines saines sont fréquemment extraites lors de plans de traitement orthodontique, et la pulpe (un réservoir de cellules souches mésenchymateuses) peut alors être recueillie. Tout d'abord, nous isolerons des sous-populations de cellules pulpaires humaines enrichies soit en cellules souches mésenchymateuses, soit en progéniteurs endothéliaux, sur la base de leur expression d’une combinaison de marqueurs de surface. Nous évaluerons la capacité des sous-populations à induire l'angiogenèse, en particulier en conditions hypoxiques (qui miment le futur environnement d’implantation). Pour cela, nous utiliserons un modèle original de co-culture 3D permettant de mimer le recrutement de progéniteurs endothéliaux à partir des capillaires contenus dans la pulpe radiculaire par les cellules pulpaires implantées. Dans ce modèle, les cellules pulpaires devraient induire la vascularisation et renforcer les tubes néoformés. En parallèle, l’exploration dynamique par échographie Doppler ou par Micro-CT après injection de produit de contraste de tissus équivalents implantés en site ectopique chez le rat complétera l’évaluation des propriétés angiogéniques des cellules de la pulpe. 
Puis, des tissus équivalents seront implantés dans des chambres pulpaires évidées de molaires (modèle de pulpotomie chez le rat). Un des points critiques sera de déterminer le devenir des cellules implantées. Afin d’apporter une réponse à cette question essentielle, nous utiliserons pour la première fois pour la dent, des techniques d’imagerie (IRM et Imagerie nucléaire) pour suivre le devenir des cellules pulpaires et potentiellement la néoangiogénèse. Cette approche est complexe car la dent est le tissu le plus minéralisé de l’organisme. Les résultats obtenus en Imagerie nucléaire sont encourageants et démontrent la faisabilité de ces approches. Les expériences d’implantation in vivo seront conduites avec des tissus équivalents simples (ensemencés avec les progéniteurs mésenchymateux) ou prévascularisés (ensemencées avec des progéniteurs mésenchymateux ET endothéliaux). Ce deuxième type d’implants pourrait permettre d’accélérer la vascularisation du tissu équivalent implanté, un élément essentiel pour la réussite du traitement. 
Puis, nous évaluerons la formation d'un tissu pulpaire fonctionnel dans le modèle de pulpotomie chez le rat. Le processus de réparation sera évalué par les critères suivants : 1) néovascularisation et néoneurogenèse du tissu implanté, 2) présence de cellules de type odontoblastique nouvellement différenciées le long de la paroi dentinaire de l’espace pulpaire 3) formation de dentine de réparation par ces cellules. Des expériences similaires seront menées parallèlement pour évaluer le potentiel des cellules pulpaires à générer de l’os orofacial. Dans ce but, des cellules de la pulpe seront ensemencées dans une matrice de collagène dense puis implantées dans un modèle de défaut critique de la calvaria. 
Enfin, des expériences similaires seront conduites dans la pulpe dentaire du mini-cochon, qui est un modèle plus proche de l’homme, afin de franchir une étape vers le transfert à la clinique humaine. 
Les trois partenaires du projet PulpCell possèdent conjointement toutes les compétences requises pour mener à bien ce projet. 

Partenaires

Centre interdisciplinaire de recherche en biologie (CIRB CNRS UMR7241-Inserm U1050) Equipe "Rôle des protéines matricielles en hypoxie et angiogenèse"
UPD Laboratoire Pathologies, imagerie et biothérapies orofaciales
INSERM U1148 - Bichat U1148-LVTS

Aide de l'ANR 365 611 euros
Début et durée du projet scientifique octobre 2014 - 36 mois

 

Programme ANR : Innovation biomédicale (DS0404) 2014

Référence projet : ANR-14-CE16-0006

Coordinateur du projet :
Madame Catherine Chaussain (Laboratoire Pathologies, imagerie et biothérapies orofaciales