Intérêt de la vectorisation et/ou de l’induction des protéines de stress dans les modèles expérimentaux de pathologies ostéoarticulaires : Validation de l’électroporation biphasique, Interest of cellular overexpression or induction of Heat Shock proteins in experimental model of articular diseases : Validation of a new electroporation system

Sous la direction de Pierre Gillet
Thèse soutenue le 18 avril 2008: Nancy 1
Lors des pathologies articulaires, les chondrocytes sont soumis à différents processus qui concourent à la dégradation du cartilage articulaire soit en entraînant la mort par apoptose (nonrenouvellement des constituants de la matrice) soit par l’activation de protéases détruisant les constituants matriciels. Le potentiel chondroprotecteur des protéines de stress (Hsp70 / Hsp27) lors des pathologies dégénératives ayant été démontré, nous avons souhaité évaluer l'intérêt thérapeutique de l’induction de ces protéines par un inhibiteur réversible du protéasome (MG132) dans un modèle expérimental : modèle par section du ligament croisé antérieur (SLCA). Au cours de cette étude, nous avons du évaluer un nouveau système de vectorisation afin de surexprimer les protéines de stress dans le cartilage articulaire. Cette technique (électroporation biphasique) repose sur la dissociation des impulsions perméabilisantes et électrophorétiques. Nous avons donc développé des plasmides nous permettant de surexprimer ces protéines, fusionnées à une protéine traceur, facilitant ainsi leur détection dans le tissu ciblé. Puis, nous avons évalué l’innocuité et l’efficacité des impulsions sur des tissus sains et pathologiques (dégénératifs et inflammatoires). Nous avons constaté que cette technique, en plus de limiter les altérations du tissu articulaire ou les phénomènes de dissémination, offrait des propriétés d’adressage tissulaire de part la multiplicité des combinaisons d’impulsions (nombre, fréquence et intensité). Enfin, les effets de l’induction (MG132) des Hsps sur un modèle physiopathologique (SLCA) ont été évalués et nous avons pu montrer une diminution de la sévérité des atteintes articulaires, tant au niveau du cartilage que de la membrane synoviale. Cette molécule non seulement permet à la fois de renforcer la résistance des chondrocytes aux atteintes mais également de limiter l’amplitude de la réponse inflammatoire qui participe à la dégradation.
-Hsps
-Inhibiteur protéasome
During articular diseases, chondrocytes suffer different mechanisms which take part in the degradation of the cartilage, either by generating cell death by apoptosis (without renewal of extracellular matrix components), or by protease activation which destroy matrix components. Based on the cytoprotective potential of Heat Shock proteins (Hsp70 and Hsp27) during degenerative diseases, we evaluated the therapeutic interest of these proteins induced by a transient proteasome inhibitor (MG132), in an experimental model, by transection of the anterior cruciate ligament (ACLT). During this study, we have evaluated a new electroporation system to overexpress HSPs in articular cartilage. This technique is based on two sets of electric pulses, wich have two roles, to permeabilize the target and to transport DNA across the permeabilized membrane. We have developed expression vectors to generate a fusion protein (Hsps linked to GFP). Effectively, GFP permit to detect simply the fusion protein in the targeted tissue by fluorescence. Besides, we have evaluated safety and efficiency of electric pulses on healthy and alterated tissues (degenerative and inflammatory). We have reported that this technique could limit articular tissue damages and, moreover, could offer the ability to target more specifically this tissue. Indeed, this apparatus allows a great number of electrics pulses combinations (number, frequency, intensity). Finally, the effects of the induction via MG132 of Hsps in a physiopathological ACLT model, have been evaluated and we have shown a decrease of severity of joint lesions, in cartilage and synovial tissues. This molecule has the advantage to reinforce the resistance of chondrocytes at stressful stimuli and moreover, to limite the amplitude of inflammatory response which contribute to the magnification of extracellular matrix destruction.
Source: http://www.theses.fr/2008NAN10127/document