Développement d’un hydrogel riche en oxygène pour la thérapie cellulaire

Poirier, Élisabeth (2026). Développement d’un hydrogel riche en oxygène pour la thérapie cellulaire. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les matrices injectables pourraient améliorer la thérapie cellulaire adoptive du cancer en livrant et maintenant des lymphocytes T et des cytokines directement au site tumoral contrairement au traitement intraveineux traditionnel. Cependant, le manque d’oxygène dans les matrices avant l’angiogenèse limite la survie et la prolifération des cellules et donc l’efficacité de cette approche. Ce projet est une première étape en vue d’oxygéner un hydrogel de chitosane pour la thérapie cellulaire grâce au peroxyde de calcium (CaO2). Il s’est divisé en deux objectifs.

Le premier objectif consistait à identifier un modèle cellulaire pour tester l’hydrogel oxygéné. L’effet de l’hypoxie sur les cellules T encapsulées dans les matrices (sans CaO2) a été évalué sur deux lignées différentes par des essais live/dead, d’activité métabolique et des analyses cytométriques. Selon les cas, l’hypoxie semblait diminuer la viabilité et la prolifération mais promouvoir l’activation, le phénotype mémoire centrale (et effecteur) et l’épuisement.

Le second objectif consistait à développer et évaluer l’efficacité d’une approche pour oxygéner l’hydrogel grâce au CaO2. Ce peroxyde a été recouvert d’hydroxyapatite dans du tampon phosphate afin d’obtenir un relargage d’oxygène constant et prolongé dans la matrice au lieu du burst release caractéristique du CaO2. Changer les paramètres de recouvrement a grandement affecté le relargage des produits et la morphologie/nature du recouvrement. Le profil de relargage idéal n’a pas été obtenu, mais les résultats suggèrent que recouvrir à 50oC et augmenter la concentration de particules dans le gel sont des paramètres prometteurs. Des méthodes de détection de l’oxygène et du peroxyde d’hydrogène relagués du CaO2 ont aussi été mises au point.

En conclusion, ce projet était une première étape importante dans le développement d’une matrice oxygénée afin d’améliorer la survie et la prolifération des cellules encapsulées. D’autres thérapies cellulaires pourraient bénéficier de cette matrice oxygénée.

Titre traduit

Development of an oxygen-rich hydrogel for cell therapy

Résumé traduit

Injectable scaffolds have the potential to improve the adoptive cell therapy treatment by delivering and maintaining T lymphocytes and cytokines at the tumor site unlike traditional intravenous treatments. However, the lack of oxygen in the scaffold before angiogenesis occurs limits cell survival and proliferation and hence the efficacy of this approach. This project is a first step toward oxygenating a chitosan hydrogel scaffold for cell therapy using calcium peroxide (CaO2). It was divided into two objectives.

The first objective aimed to identify a cell model to test the oxygen-rich hydrogel. The effects of hypoxia on T cells encapsulated in scaffolds (without CaO2) were evaluated for two different cell lines using live/dead and metabolic activity assays and cytometry analyses. In some cases, hypoxia seemed to decrease cell viability and proliferation but promote activation, central memory (and effector) phenotype and exhaustion.

The second objective aimed to develop and evaluate the efficacy of an approach to oxygenate hydrogels with CaO2. The peroxide was coated with hydroxyapatite in phosphate buffer to obtain a constant and prolonged oxygen release in the scaffold instead of the intrinsic burst release of CaO2. Changing the coating parameters greatly impacted the product release and the morphology/nature of the coating. The ideal release profile could not be obtained but coating at 50oC and increasing the particle concentration in the gel were promising parameters according to the results. Detection methods for oxygen and hydrogen peroxide released from CaO2 were also investigated.

In conclusion, this project was an important first step in the development of an oxygen-rich scaffold to improve the survival and the proliferation of encapsulated cells. This scaffold could also benefit other cell therapies.

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 avec mémoire en génie des technologies de la santé". Comprend des références bibliographiques (pages 157-183).
Mots-clés libres:	hypoxie, peroxyde de calcium, hydrogel, thérapie cellulaire
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur(-trice) Lerouge, Sophie
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt:	12 août 2026 19:37
Dernière modification:	12 août 2026 19:37
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/4059

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