Ingénierie tissulaire, Biomatériaux, Hydrogel, Lyophilisation, Rétine, Modèle in vitro, Culture cellulaire 3D, Vascularisation

La barrière hémato-rétinienne externe (BHRe) est la couche la plus externe de la rétine. Elle se compose de trois couches : l'épithélium pigmentaire rétinien (EPR), une membrane collagénique acellulaire appelée membrane de Bruch (MB) et la choroïde, responsable de l'approvisionnement en sang de la rétine externe. La BHRe est perturbée dans de nombreuses dystrophies rétiniennes, en raison de mutations génétiques, de la formation d'agrégats sous l'EPR et/ou du développement d'une néovascularisation choroïdienne. Ces pathologies conduisent à la perte de l'EPR, qui n'a pas la capacité de se régénérer. La thérapie cellulaire a donc été proposée pour réparer le tissu endommagé. Une des stratégies développées repose sur la formation in vitro d'un EPR sur un biomatériau imitant la BM avant de l'implanter dans l'espace sous-rétinien. Dans cette approche, la choroïde n'est cependant pas incluse dans le greffon, ce qui peut altérer son intégration et sa survie lors de l'implantation, en raison d'un manque de vascularisation. L'objectif de notre travail de recherche est de proposer un nouveau matériau pour le traitement de la BHRe en développant une membrane 3D structurée imitant l'ensemble de la BHRe, en cultivant l'EPR en surface et une pré-vascularisation dans le réseau poreux interne. Nous avons développé une membrane hydrogel à base de pullulane et de dextrane, deux polysaccharides biocompatibles et biodégradables. La microstructure de la membrane a été générée par lyophilisation. Le protocole de congélation a été optimisé pour obtenir, d'une part, une surface poreuse connectée à la porosité interne pour la pré-vascularisation et, d'autre part, une surface lisse et non poreuse destinée à l'épithélium. Pour permettre l'adhésion cellulaire sur la membrane, celle-ci a été fonctionnalisée avec des protéines de la matrice extracellulaire. Une caractérisation physique complète a été réalisée afin de s'assurer que la membrane est adaptée à la culture cellulaire à long terme et qu'elle peut être stérilisée et implantée dans la rétine. Des cellules RPE dérivées de cellules souches pluripotentes induites humaines ont été ensemencées sur la face lisse. En deux semaines, les cellules de l'EPR ont formé un épithélium avec des jonctions serrées, exprimaient des marqueurs spécifiques et sécrétaient des facteurs de croissance caractéristiques. Nous avons ensuite étudié la pré-vascularisation en ensemençant dans la structure poreuse des cellules endothéliales microvasculaires rétiniennes humaines, qui ont proliféré dans les pores et exprimé des marqueurs endothéliaux. L'ajout de péricytes rétiniens humains comme cellules de soutien a permis d'améliorer la pré-vascularisation, en augmentant l'expression des marqueurs endothéliaux tout en limitant l'activation des cellules endothéliales. Finalement, pour modéliser la BHRe avec l'épithélium et la choroïde vascularisée, les 3 types cellulaires ont été ensemencés au sein d'une même membrane, avec l'EPR précisément localisé sur le côté lisse, et les cellules vasculaires avec les péricytes dans le réseau poreux. L'analyse des marqueurs de l'EPR et de la choroïde a montré des interactions synergiques entre les deux compartiments du matériau. Nous avons ainsi conçu une membrane structurée implantable capable de produire un tissu de BHRe complet et fonctionnel, avec une localisation précise des trois types cellulaires. Ce travail sera poursuivi par des expériences in vivo pour évaluer l'efficacité des implants, ouvrant des perspectives ambitieuses pour le développement d'une nouvelle thérapie contre les dystrophies choroïdiennes.