Doctorante / doctorant dans le développement d'un dispositif expérimental pour l'étude de la mécanobiol

Sujet de thèse :
L’os est un matériau biologique sensible aux stimuli mécaniques. Les cellules impliquées dans l’équilibre osseux vont avoir pour rôle de convertir les signaux mécaniques reçus en signaux biologiques permettant de maintenir une architecture osseuse offrant support mécanique à notre corps adapté aux chargements physiologiques qu’on lui soumet quotidiennement. Cette mécanosensibilité apparaît donc comme un mécanisme biologique clef qu’il est nécessaire de considérer lors du développement d’une stratégie de soin. Par exemple, un implant avec des propriétés mécaniques spécifiques va modifier l’environnement mécanique ressenti par les cellules et donc influencer leurs activités. Dans ce contexte, les règlementations actuelles permettant le transfert d’un produit de soin vers la clinique impliquent l’utilisation de modèles animaux pour soumettre le produit à un environnement le plus physiologique possible. Si ces modèles posent des problématiques éthiques et sociétales, ils demeurent indispensables en raison du manque d’alternative. L’objet de ce projet de thèse est de développé un dispositif expérimental permettant d’apporter des données complémentaires sur la mécanosensibilité osseuse et ainsi retarder l’utilisation d’animaux.
Le dispositif permettra d’appliquer des chargements mécaniques à un échantillon osseux tout en suivant des marqueurs de la stimulation mécanique des cellules piégées au sein de son architecture. En particulier, le projet se concentrera sur un type de cellule jouant un rôle clef dans la mécanobiologie osseuse : l’ostéocyte. Ces cellules sont intriquées dans un réseau poreux interconnecté, composé de lacunes, dans lesquelles sont logées les ostéocytes, connectées entre elles par des canalicules submicrométriques. Par le jeu de la poroélasticité, la déformation de la matrice osseuse induit des gradients de pressions avec comme conséquence une variation de la vitesse et de la pression des fluides s’écoulant dans ce réseau. Cette variation du comportement fluidique du réseau lacuno-canaliculaire est considéré comme étant le signal mécanique capté par les ostéocytes. Ce signal est ensuite converti en médiateurs biologiques vers les canaux vasculaires osseux où se trouvent les ostéoclastes et ostéoblastes en charge de la résorption et de le formation osseuse, respectivement. Il semble ainsi pertinent de comprendre comment un chargement mécanique appliqué à l’échelle de l’échantillon osseux influence la circulation des fluides dans ce réseau lacuno-canaliculaire. Une première étape visera ainsi à tester le dispositif développé sur des échantillons osseux pour mettre en place les marqueurs permettant de suivre la perfusion du réseau lacuno-canaliculaire.
Dans un second temps, des échantillons provenant de chutes osseuses issues de chirurgies orthopédiques seront récupérés en collaboration avec les HCL. Ces échantillons seront maintenus en vie et soumis à un chargeme
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