Influence de revêtements bioactifs sur les cellules endothéliales : vers des prothèses vasculaires non thrombotiques

Fadlallah, Hicham (2013). Influence de revêtements bioactifs sur les cellules endothéliales : vers des prothèses vasculaires non thrombotiques. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Développer des prothèses vasculaires de petit diamètre pour le remplacement de vaisseaux bouchés par l’athérosclérose reste un défi à cause des risques de thrombose. L’ensemencement de cellules endothéliales (CEs), exerçant une fonction antithrombogénique, est une solution prometteuse, mais il faut créer des surfaces favorisant leur adhésion et leur rétention malgré le flux sanguin à la surface. Ce projet de maitrise consistait à étudier l’effet d’un revêtement polymérisé par plasma riche en amines primaires (appelé LP), associé ou non à des éléments de la matrice extracellulaire (fibronectine (FN) ou chondroitine sulfate (CS)) sur les CEs et l’hémocompatibilité du polyéthylène téréphtalate (PET). L’adhésion, la croissance et le maintien de CEsdu cordon ombilical humain (HUVECs) sur le PET et le LP, en présence et en absence de FN ou de CS, ont été étudiés. De même, l’adhésion plaquettaire sur les différentes surfaces a été évaluée par un test de perfusion avec du sang complet, les plaquettes étant préalablement marquées à la rhodamine. Enfin, un double marquage cellulaire (au Cellview® Maroon pour marquer les HUVECs et anticorps CD61 pour les plaquettes) a été mis au point pour étudier le maintien des CEs en condition de flux sanguin et vérifier leur caractère non thrombogène.

Les résultats obtenus montrent que le revêtement LP et la FN adsorbée augmentent tous deux fortement l’adhésion et la croissance cellulaire sur le PET, cependant sans effet additif lorsque les deux sont combinés. De plus, ils augmentent la rétention cellulaire à la surface, mais celle-ci reste incomplète. De plus, on observe que le revêtement plasma LP augmente fortement la thrombogénicité de la surface, avec une forte adhésion et activation plaquettaire. Cette thrombogénicité est fortement diminuée lorsque les CEs recouvrent la surface, mais la perte de cellules sous l’effet du cisaillement engendré par la perfusion forme des zones d’adhésion plaquettaire non négligeable.

Le greffage de la CS sur le LP permet également une bonne adhésion, croissance et rétention sous cisaillement des HUVECs, sans différence avec le LP seul. De plus la CS diminue très nettement l’adhésion plaquettaire, qui diminue sous la valeur observée pour le PET. Un double marquage cellulaire a permis de montrer que les cellules adhérées sur le LP+CS ont un phénotype anti-thrombotique et peuvent résister au flux sanguin. Ces travaux suggèrent que le greffage de CS est une stratégie prometteuse pour les prothèses vasculaires étant donné la combinaison de la bonne adhésion des CEs et la faible thrombogénicité de la surface sousjacente.

Résumé traduit

Developing vascular prostheses of small diameter to replace vessels closed by atherosclerosis remains a challenge because of the risk of thrombosis. Seeding of endothelial cells, which have antithrombogenic properties, is a promising solution, but we must create surfaces which promote their adhesion and retention to resist shear stresses created by the blood flow on the surface. This master’s project aimed at investigating the effect of a plasma polymerized coating rich in primary amines (called LP), with or without elements of the extracellular matrix (Fibronectin (FN) or chondroitin sulphate (CS)) on the endothelial cells and hemocompatibility of polyethylene terephthalate (PET). The adhesion, growth and retention of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) on PET and LP, in the presence and absence of FN or CS, have been studied. In addition, platelet adhesion on different surfaces was evaluated by a perfusion test with whole blood, platelets being previously labeled with rhodamine. Finally a double fluorescent labeling (using Cellview Maroon to mark the HUVECs and CD61 antibody for platelets) was developed to study the retention of endothelial cells, under blood flow and verify their non thrombogenic character.

The results obtained show that both the LP coating and the adsorbed FN, strongly increase both the cellular adhesion and growth on PET; however they have no additional effect when the two are combined. They also augment cellular retention to surface, but this remains incomplete. Moreover we observed that the plasma coating (LP) greatly increases the thrombogenicity of the surface, with strong platelet adhesion and activation. This thrombogenicity is extremely reduced when endothelial cells cover the surface, but cell loss under the effect of shear produced by the perfusion creates significant areas of platelet adhesion.

The grafting of CS on LP also permits good HUVECs adhesion, growth and retention under shear stress on HUVEC, with no difference from the LP alone. In addition, the CS sharply decreases the platelet adhesion, which is found below the value observed for PET. The double cell labeling also showed that cells adhered on LP+CS has an anti-thrombotic phenotype and can resist blood flow. These studies suggest that a coating of CS is a promising strategy for vascular prosthesis given the combination of the good adhesion of endothelial cells and the low thrombogenicity of the underlying surface.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie, concentration technologie de la santé." Bibliographie : pages 73-82.
Mots-clés libres:	Cellules endothéliales. Prothèses vasculaires. Polymères. bioactif, HUVECs, thrombogénicité, thrombotique, revêtement
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Lerouge, Sophie
Codirecteur:	Codirecteur Merhi, Yahye
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	04 déc. 2013 15:00
Dernière modification:	21 août 2023 15:06
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1231

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