Les traitements actuels de l’arthrose sont principalement symptomatiques et n’améliorent pas durablement l’état du cartilage. Les thérapies par cellules souches mésenchymateuses (MSCs) représentent une piste prometteuse, mais leur efficacité est limitée par leur faible survie dans l’articulation, un milieu pauvre en nutriments. Cette thèse visait à développer un système injectable capable de libérer du glucose pour soutenir les MSCs après injection et optimiser leur potentiel thérapeutique.
Le chapitre I présente une revue des stratégies combinant MSCs, hydrogels et petites molécules pour améliorer la régénération du cartilage. Cette analyse a conduit à l’hypothèse centrale : intégrer du glucose dans un système de libération pour renforcer la viabilité et la fonctionnalité des MSCs. Trois objectifs structurent la thèse : formuler un système de libération du glucose, l’évaluer sur les MSCs, et explorer le rôle du glucose dans leur activité thérapeutique.
Le chapitre II examine des stratégies d’encapsulation physique du glucose. Deux systèmes ont été développés : un hydrogel HA-PNIPAM formant des nanoparticules thermosensibles (“HA-NANO”), et des microparticules de PLGA obtenues par pulvérisation-séchage avec des nanocristaux de glucose. Dans les deux cas, la libération s’est avérée trop rapide, due à la faible affinité du glucose avec les matrices testées. Ces résultats ont montré que l’encapsulation classique n’est pas adaptée pour une molécule aussi hydrophile et de petite taille.
Le chapitre III propose une approche alternative : la liaison covalente d’un dérivé aminé du glucose à l’acide hyaluronique, obtenant l’hydrogel HA-GLC. Ce système, capable de libérer le glucose via l’action de la β-glucosidase, a présenté une libération contrôlée sur trois jours. In vitro, HA-GLC a permis d’améliorer la survie, la prolifération et l’absorption du glucose par les MSCs en condition de privation, démontrant son intérêt comme support métabolique.
Le chapitre IV analyse l’impact du manque de glucose sur la fonction paracrine des MSCs. Le sécrétome en condition de privation montre une baisse globale de la sécrétion protéique, notamment des protéines liées à la matrice extracellulaire (collagène II, TIMPs, MMPs). Des chondrocytes exposés à un sécrétome riche en glucose présentent une meilleure prolifération et une réduction de l’IL-6, soulignant l’importance du glucose pour conserver les capacités régénératives et anti-inflammatoires des MSCs.
Une étude in vivo a été réalisée dans un modèle d’arthrose sévère, sans montrer d’amélioration notable, ce qui souligne surtout l’importance du moment d’administration dans l’évolution de la maladie.
Cette thèse met en lumière le rôle essentiel du glucose dans la survie et la fonctionnalité des MSCs et propose un hydrogel innovant à libération enzymatique pour améliorer les thérapies cellulaires de l’arthrose.
