Soutenance de thèse de Sara Gouardères

Sara Gouardères – IMRCP CNRS UMR5623, Université Paul Sabatier Toulouse III

Soutiendra le 17 décembre 2021 sa thèse de doctorat, spécialité Chimie-Biologie-Santé, intitulée :

Réponses cellulaires et tissulaires de la peau humaine à l’application d’un champ électrique externe de type électroporation

Son travail de thèse a été dirigé par :
Laure Gibot (PhD, HDR, CR CNRS, IMRCP, Laboratoire des Interactions Moléculaires et Réactivité Chimique et Photochimique)

Résumé
Les cellules cutanées sont naturellement électrosensibles, en raison de l’existence d’un potentiel électrique transépithélial endogène. L’application d’un champ électrique exogène pulsé (i.e électroporation) est utilisée en clinique humaine et vétérinaire pour le traitement local des cancers cutanés (électrochimiothérapie, ECT) et pour le transfert de gène (électrotransfert de gène, GET). L’hypothèse de ce projet de thèse est donc que le champ électrique seul, appliqué en ECT et en GET, peut affecter le comportement des cellules cutanées, moduler le remodelage de la matrice extracellulaire par les fibroblastes, promouvoir l’angiogenèse, et stimuler la migration et de la différenciation des kératinocytes. Ainsi, les objectifs de ce travail étaient de comprendre, visualiser et quantifier les réponses des cellules cutanées à la suite de l’application d’un champ électrique externe de type électroporation. Les études réalisées sur des cultures en 2D indiquent que l’électroporation directe des fibroblastes dermiques ne modifie ni leur prolifération ni leur migration. D’autre part, bien que les paramètres électriques appliqués assurent 100% d’électroperméabilisation réversible, une apoptose légère apparaît dans environ 30% de la population soumise aux champs électriques à l’intensité la plus élevée. Cette apoptose semble être la conséquence de la génération de stress mitochondrial. Fait intéressant, le sécrétome des cellules apoptotiques améliore significativement la migration de fibroblastes non exposés, vraisemblablement via une sécrétion accrue de facteurs de croissance des cellules exposées. Ensuite, un modèle de substitut dermique humain reconstruit par ingénierie tissulaire a été utilisé pour réaliser une analyse multi-échelle des processus électro-induits au niveau tissulaire. Nous avons démontré que le feuillet dermique est un modèle polarisé très riche en matrice extracellulaire endogène et que le haut degré de complexité de celle-ci en fait un modèle de choix pour l’étude du remodelage matriciel. Nos résultats montrent que les champs électriques de type électroporation induisent une modulation rapide des gènes associés au matrisome (c’est-à-dire les gènes codants des protéines de la matrice extracellulaire ou des protéines qui y sont associées), en particulier une régulation à la baisse des enzymes de maturation telles que la transglutaminase TG2 et la lysyl-oxydase like LOXL4. De plus, une diminution transitoire de la production du pro-collagène de type 1a1 et de la teneur en hydroxyproline dans le tissu a lieu dans la semaine suivant l’électroporation. Ce remodelage du collagène est principalement dépendant des MMPs en raison de leur suractivation ROS-dépendante. De plus, nos données démontrent que les champs de type électroporation régulent à la baisse le TGF-β (ARNm et protéine), un acteur clé de la fibrose pathologique. En outre, les fibroblastes dermiques électroporés sécrètent massivement des facteurs de croissances pro-angiogéniques tels que le FGFb, le VEGFA et le PDGFA. Le sécrétome de fibroblastes dermiques électroporés favorise ainsi la migration en 2D des cellules endothéliales non électroporés ainsi que la formation de réseaux vasculaires en 3D. En conclusion, ces travaux mettent en lumière la pertinence de l’utilisation de champs électriques pulsés comme stratégie de remodelage de l’environnement matriciel et vasculaire. Ces recherches présentent un fort potentiel translationnel car l’électroporation est déjà utilisée en clinique et des appareils validés sont disponibles, ce qui ouvre de nombreuses perspectives pour d’autres applications cliniques de cette technologie.

Contact pour obtenir le lien zoom: gibot@chimie.ups-tlse.fr

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