Description du sujet de thèse

Résumé du projet: Le projet vise à développer des nanoparticules lipidiques (LNP) fonctionnalisées pour délivrer de l’ARNm codant la protéine BMP2, afin d’induire la réparation osseuse. Cette stratégie combine des LNP optimisés pour cibler des céramiques d’hydroxyapatite, utilisées en ingénierie tissulaire osseuse, et des cellules sanguines autologues comme produits d’ingénierie tissulaire. Les formulations de LNP développées seront caractérisées physico-chimiquement, testées sur des macrophages et cellules souches mésenchymateuses (MSC) humaines ou de rat en présence de céramiques, puis évaluées in vivo sur des modèles murins. Ce projet interdisciplinaire réunit deux équipes complémentaires : le CBM pour la formulation des LNP et le B3OA pour les validations biologiques. Les résultats attendus incluent la validation du concept pour la régénération osseuse et la création de solutions nanotechnologiques innovantes pour les chirurgiens orthopédiques et maxillo-faciaux.
État de l’art :La thérapie génique à base d'ADN et d'ARNm codant pour les BMPs a montré des résultats prometteurs, permettant une expression in situ de la protéine d'intérêt avec des doses beaucoup plus faibles. Les vecteurs utilisés, souvent formulés à base de lipides, facilitent l'internalisation cellulaire. Parmi ceux-ci, les Lipid Nanoparticles (LNP) offrent une bonne stabilité et un excellent taux de transfection.
Objectifs : L'utilisation des LNP en médecine régénérative présente des défis, notamment la biodistribution non spécifique et l'efficacité variable de transfection selon les cellules cibles. Pour améliorer le ciblage, différentes formulations de LNP seront réalisées avec des ligands spécifiques pour cibler les céramiques d'hydroxyapatite utilisées dans la réparation osseuse.
Méthodologies : (1) Développement et caractérisation des LNP fonctionnalisés: Trois types de conjugués ligand-ancre hydrophobe seront testés. Les LNP seront formulés par microfluidique et caractérisés par leur taille, charge de surface, efficacité d’encapsulation d’ARNm et efficacité de transfection sur des lignées cellulaires et cellules primaires. (2) Efficacité de transfection in vitro: Les LNP sélectionnés seront testés sur des macrophages et des cellules souches mésenchymateuses (MSC) en présence de céramiques, en utilisant un ARNm codant pour un gène rapporteur (EGFP ou FLuc) puis pour la BMP2. (3) Évaluation in vivo: Les mélanges LNP-ligand-caillots sanguins seront évalués sur un modèle murin pour déterminer leur cinétique d'expression et leur capacité à induire la formation osseuse.
Résultats attendus : Nous aurons formulé et caractérisé au moins trois types de LNPs fonctionnalisés, évalué leur efficacité de transfection in vitro et in vivo, et validé leur capacité à induire la formation osseuse. Ce projet servira de preuve de concept pour l'utilisation de LNP chargés d'ARNm codant pour la BMP2 dans la réparation osseuse.

Contexte de travail

C'est un projet collaboratif entre l'UMR 7052 - Biologie, Bioingénierie et Bioimagerie Ostéo-Articulaire (B3OA)-, située sur le site Villemin de la Faculté de Santé de l’Université de Paris Cité (proximité de la gare de l'Est à Paris) et le Centre de Biophysique Moléculaire (CBM), UPR UPR4301 situé sur le campus CNRS à Orléans.
La personne recrutée exercera ses fonctions au sein du B3OA à Paris et sera amenée à aller se former au CBM (1 heure de train Paris-Orléans).
Le B3OA développe des thérapies de médecine régénératrice pour réparer les tissus ostéo-articulaires, en utilisant des cellules souches, des protéines recombinantes et/ou biomatériaux. Le laboratoire évalue aussi leur succès et cherche à en comprendre les mécanismes sous-jacents dans des modèles in vitro ou in vivo. Le laboratoire dispose d'équipements de pointe pour la biologie moléculaire et cellulaire, l'histologie, l'imagerie osseuse et la chirurgie animale. Travailler au B3OA, c'est évoluer dans un environnement de recherche collaboratif et stimulant, propice à l’apprentissage des technologies avancées.

Contraintes et risques

Travaux occasionnels à Orléans