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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Ingénierie de l'organe dentaire à partir de cellules dissociées : morphogénèse coronaire, vascularisation et innervation

NAIT LECHGUER, Adnane (2010) Ingénierie de l'organe dentaire à partir de cellules dissociées : morphogénèse coronaire, vascularisation et innervation. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

La reconstitution d’une dent entière est un défi majeur de la médecine régénérative. Le modèle d’ingénierie dentaire élaboré dans notre unité de recherche, permet d’obtenir à partir de réassociations entre cellules épithéliales et cellules mésenchymateuses (CE/CM) le développement de la couronne dentaire in vitro. Après implantation en sous-cutané chez la souris adulte de ces réassociations cultivées, il est possible d’obtenir le début de la rhizogénèse, du système d’ancrage, et aussi une meilleure apposition de la dentine et de l’émail. Dans ce travail de thèse nous avons analysé quatre points complémentaires : a) Vascularisation : Nos résultats montrent que les vaisseaux sanguins se mettent en place progressivement dans les différents compartiments de la dent. Le mésenchyme commence à se vasculariser dès le jour embryonnaire14 (ED14). Au stade de la cloche (ED18), les vaisseaux sanguins pénètrent dans l’organe de l’émail. C’est à ce stade que commence la différenciation fonctionnelle des odontoblastes et, 24 heures plus tard, celle des améloblastes. In vitro les réassociations CE/CM, ne peuvent pas être vascularisées. L’implantation de ces cultures permet le début de la formation des vaisseaux sanguins, tout d’abord autour des implants, puis dans la pulpe dentaire, et enfin, dans l’organe de l’émail. La seule différence dans le processus de vascularisation entre les molaires et les réassociations implantées tient à sa cinétique. La revascularisation progresse plus rapidement dans les molaires intactes que dans les réassociations. L’implantation dans la mâchoire nous permet d’obtenir des dents entièrement formées et vascularisées. Des implantations chez des souris GFP montrent que les vaisseaux détectés dans nos différents implants proviennent de l’hôte. b) Innervation : Nos résultats (de ED14 à 2 jours après la naissance) montrent que l'innervation des pulpes dentaires des molaires de souris commence après le début du dépôt de l'émail. Les fibres nerveuses détectées par immunolocalisation de la périphérine sont principalement présentes le long des vaisseaux sanguins dans la partie inférieure de la pulpe. Par contre ces fibres nerveuses n’ont jamais été détectées ni dans les cultures des molaires intactes ni dans les cultures de réassociations. On a également observé que les sémaphorines 3a et 7a qui interviennent dans la régulation de l'innervation ont des patrons opposés. Le marquage pour la semaphorine 3a diminue au cours du développement de la dent, alors que celle de la semaphorine 7a augmente. NGF est détecté au niveau de la zone basale des améloblastes à partir du stade de cloche tardive, tandis que p75 n'est détecté qu'après la naissance. Cette absence d’innervation des réassociations, aussi bien que des molaires en culture, peut s’expliquer par l’absence du nerf trijumeau physiologiquement responsable de l’innervation de la dent. Pour palier ce problème, nous avons réalisé des co-cultures de dents et de réassociations avec des DRG (Dorsal Root Ganglia) prélevés chez des embryons de souris de 10 jours. Après 4 jours de co-culture, les axones des DRG poussent vers nos explants, mais sans atteindre la pulpe dentaire. Ces observations concernent aussi bien les molaires intactes que les réassociations cultivées. Pour vérifier que les conditions in vitro par elles-mêmes n’étaient pas limitantes, des réassociations ou des molaires intactes cultivées ont été implantées chez des souris adultes au contact de DRG prélevés. Nos résultats après une semaine d’implantation montrent que les axones poussent dans les tissus périimplantaires, sans atteindre les tissus dentaires. Ces résultats nous amènent à penser que certains facteurs moléculaires s’opposent à la croissance des fibres nerveuses dans les tissus dentaires. c) Rôle du mésenchyme dans la spécification du NEP : Le mésenchyme contrôle la morphogenèse dentaire. Ceci doit faire intervenir un centre de signalisation épithélial : le noeud de l’émail primaire (NEP). Les caractéristiques cellulaires du NEP sont différentes selon le type dentaire. Au stade de capuchon, l'apoptose intervient dans l'élimination des cellules internes du NEP des germes de molaire, ce qui n'est pas le cas pour les germes d'incisive. Par des expériences de dissociations/réassociations hétérotopiques entre épithélium et mésenchyme d’incisive et molaire au stade capuchon, nous avons montré que le mésenchyme de molaire induit l'apparition d’apoptoses dans le NEP de l'incisive et inversement, le mésenchyme incisive inhibe l’apoptose dans le NEP de la molaire. En conclusion, le mésenchyme spécifie les caractéristiques du NEP qui se forme dans ces réassociations. Cela peut permettre d’expliquer le rôle du mésenchyme dans la morphogenèse dentaire. d) Utilisation des cellules de la moelle osseuse dans l’ingénierie dentaire : La moelle osseuse contenant des cellules multipotentes semble représenter une alternative intéressante au mésenchyme dentaire. Ohazama et coll., (2004) avaient montré que les cellules de la moelle osseuse réassociées avec un épithélium compétent, permettaient de remplacer les cellules du mésenchyme dentaire pour former une dent. Toutefois la morphologie de la couronne n’était pas satisfaisante (absence de cuspides). Le développement des cuspides étant contrôlé par le NEP, nous avons cherché à savoir si les cellules de la moelle pouvaient induire la formation de ce centre de signalisation. Pour cela, nous avons remplacé le mésenchyme des germes de molaire au stade de capuchon par les cellules de la moelle osseuse prélevées et cultivées comme décrit par Ohazama et coll., (2004). Ces cellules ont été réassociées avec un épithélium dentaire du jour 14 dont nous savons qu’il est compétent. Les dents qui se développent à partir de ces réassociations, montrent une histogenèse épithéliale comprenant l’ensemble des compartiments sauf le NEP. Cela explique l’absence de formation de cuspides; ce qui pourrait résulter de l’incapacité des cellules de la moelle osseuse à stocker les molécules de signalisation d’origine épithéliales.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Sciences du vivant. Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie
Mots-clés libres:dent ; ingénierie tissulaire ; vascularisation ; innervation ; cellules de la moelle osseuse
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire
Classification Thèses Unistra > Santé > Sciences de la vie, biologie, biochimie > 570 Sciences de la vie. Biologie. Biochimie > 571 Physiologie et sujets voisins > 571.6 Biologie cellulaire

CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 610 Médecine et santé > 617 Chirurgie et sujets connexes > 617.6 Dentisterie. Stomatologie. Orthodontie
Classification Thèses Unistra > Santé > Médecine et odontologie > 610 Médecine et santé > 617 Chirurgie et sujets connexes > 617.6 Dentisterie. Stomatologie. Orthodontie

UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-16 Sciences de la vie et de la santé, psychologie
UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-2 Bio-industries, biotechnologies
Code ID:1906
Déposé le :17 Décembre 2010

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