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lundi 02 décembre 2013 Soutenance de thèse de Benoît Maisonneuve

par Denis Roux - 26 novembre 2013

Soutenance de thèse de Monsieur B. Maisonneuve

Lundi 2 décembre 2013 de 14h à 16h

Lieu du séminaire  : Salle de réunion Bâtiment André Rassat (Bat E)

470 rue de la Chimie 38400 SAINT-MARTIN-D’HÈRES

Membres du jury :

Mr. Peter FISCHER Prof., ETH Zurich Referee

Mr. Gareth McKINLEY Prof., MIT, Referee

Mr. François MOLINO Assoc. Prof., Université Montpellier II Examiner

Mr. Claude VERDIER Research Director, CNRS – UMR5588 Examiner

Mr. Denis ROUX Assoc. Prof., UJF PhD director

Mr. Justin COOPER-WHITE Prof., University of Queensland PhD co-director

Engineering the cell/matrix and the cell/cell interactions to control the flow behavior of high volume fraction cell suspensions

Résumé L’attention de la communauté scientifique, ainsi que le développement, pour les bioprocédés dédiés à la culture et à l’expansion de cellules souches mésenchyma- teuses (MSCs) pour la thérapie cellulaire et la médecine régénérative a consid- érablement grandi pendant ces dernières décennies. Une plus ample compréhen- sion du lien entre la structure, la fonction et les propriétés des suspensions de cellules mésenchymateuses est devenue de première importance. Dans cette thèse, nous présentons tout d’abord les résultats d’une étude expérimentale portant sur l’écoulement de suspensions concentrées de cellules vivantes d’origine mésenchymateuse pour une grande gamme de concentration cellulaire. Nous caractérisons l’évolution de la viscosité relative en fonction de la contrainte de cisaillement appliquée pour des fractions volumiques cellulaires allant de 20 à 60%. Ces matériaux ont des empreintes rhéologiques compliquées mais très reproductibles, incluant des comportements de fluide à seuil, rhéofluid- ifiants ainsi que des fractures liées à la contrainte de cisaillement. Les propriétés rhéologiques de la suspension sont ensuite étudiées avec l’addition d’acide hyaluronique (HA), une biomolécule avec des séquences d’adhésion pour des récepteurs à la surface des cellules étudiées. Nous montrons que l’addition d’acide hyaluronique modifie substantiellement le comportement de la suspension et nous permet de contrôler les propriétés d’écoulement de la suspension à toutes les fractions volumiques. Cytométrie de flux et imagerie confocal à l’appui, nous montrons que l’effet observé est dû à un important changement dans la forma- tion d’agrégats cellulaires dans la suspension, et donc dans l’envergure du réseau correspondant. La troisième partie de cette thèse porte sur l’ajout de polyéthylène glycol, une molécule qui n’est pas naturellement présente dans l’organisme mais fréquem- ment utilisée dans la formulation d’hydrogel. En utilisant trois types de PEG, l’influence de la charge des molécules est étudiée. Les résultats montrent que la charge est un paramètre important dans le contrôle des propriétés d’écoulement de suspensions cellulaires, car déterminant dans la formation et la compacité des agrégats. En considérant les agrégats comme des objets fractals, nous montrons qu’en prenant en compte les modifications de fractions volumiques avec le cisaille- ment, nous pouvons obtenir une courbe maitresse pour l’ensemble des conditions testées, et en extraire la force d’adhésion moyenne entre les cellules, au travers une population de plusieurs millions de cellules. Cette étude livre de nouveaux aspects sur la complexité des propriétés en écoulement de suspensions de cel- lules méchymateuses, adhérentes et concentrées, sur leur sensibilité à l’ajout de molécules, qu’elles soient naturellement présentes dans les tissues ou non, ainsi qu’une nouvelle méthode pour mesurer la force d’adhésion entre les cellules.


Laboratoire Rhéologie et Procédés - 363 rue de la Chimie- Bâtiment B - Domaine Universitaire - BP 53 - 38041 Grenoble cedex 9 - (33) 4 56 52 01 96