Introduction

Cet IRN a pour but la création d’un réseau interactif d’équipes de recherche françaises et chinoises sur le thème émergent de l’ingénierie cellulaire et tissulaire. L’objectif scientifique est de rassembler les expériences complémentaires de laboratoires de qualité pour réaliser un programme de recherche multidisciplinaire préclinique ambitieux dans le domaine de la médecine régénérative pour concevoir de nouveaux traitements pour des maladies dégénératives reliées principalement à l’âge (maladies cardiovasculaires, ostéoarticulaires, fibroses, cirrhoses hépatiques…). Le projet tire profit de collaborations interéquipes anciennes entre Nancy et Wuhan, et des différentes approches expérimentales et de modélisation et simulation développées par les partenaires (collection, prolifération et différenciation de cellules souches mésenchymateuses) pour la conception, l’optimisation et la synthèse de nouveaux biomatériaux, leur implantation dans la lésion et l’appréciation de leur fonctionnalité au niveau du tissu ou de l’organe.

Missions et thèmes de recherche 

Le projet d’ingénierie tissulaire, au carrefour des sciences de la vie et des sciences de l’Ingénieur combine une recherche pluridisciplinaire, fondamentale sur les mécanismes moléculaires de la différenciation des cellules souches, des interactions cellules-matrices, avec des recherches plus appliquées sur la conception et le développement de nouveaux biomatériaux.

Quatre axes de recherche sont concernés par le projet :

- propriétés des cellules souches mésenchymateuses et optimisation de leur capacité à se différencier en différents phénotypes ; étude des mécanismes moléculaires impliquées
- conception, synthèse de matrices innovantes favorisant la colonisation des cellules et la production de biotissus ; caractérisation des interactions cellules – matrice
- influence des contraintes mécaniques sur la
différenciation des cellules (mécanotransduction), modélisation et simulation de croissance pour les tissus durs et mous
- évaluation in vivo de la biofonctionnalité des néo-tissus dans des modèles animaux

Principaux projets de recherche 

Cette collaboration a démarré dès 2000 par la création d’un partenariat entre l’Université Henri Poincaré de Nancy, et l’Université Médicale du Hubei (Wuhan). A partir de 2008 les progrès de cette collaboration ont permis la création d’un « laboratoire sans mur » entre l’Université Henri Poincaré et le Pôle Médical de l’Université de Wuhan sur le thème « Ingénierie Tissulaire et Biothérapies ». Pendant cette période, des collaborations scientifiques se sont établies entre le groupe nancéien et plusieurs équipes chinoises, notamment à Pékin et à Kunming. Ces collaborations ont été facilitées par le retour en Chine de médecins et chercheurs qui ont obtenu leur PhD à Nancy. Elles ont conduit jusqu’à aujourd’hui à de fructueux résultats en termes d’échanges d’étudiants et de chercheurs, de contrats internationaux, de publications communes de qualité, ainsi que par l’organisation de plusieurs symposia franco-chinois. Les services hospitaliers sont associés à ces recherches assurant des possibilités translationnelles : CHU de Nancy-Brabois et Unité de Thérapie Cellulaire et Tissus (UTCT), Hôpital Zhongnan de Wuhan, Hôpital Calmette de Kunming, Hôpital des maladies du sang et Hôpital Cardiovasculaire Anzhen à Pékin, centre de recherche sur les cellules souches affilié à l’Académie de Médecine de Chine.

Les projets de recherche se sont développés grâce à l’obtention de nombreux contrats (PRA, PFCC, Cai Yuanpei, Xu Guangqi, National Natural Science Foundation of China….). Cette activité scientifique importante à conduit, sous l’impulsion du Consulat Général de Wuhan et du bureau CNRS de Pékin a proposer de fédérer ces différentes forces complémentaires par la création d’un réseau de collaboration sur la thématique de la médecine régénérative au moyen de cellules souches mésenchymateuses.

Dans ce contexte, les principaux axes de recherche sont :
- étude de l’expansion et de la différenciation des cellules souches mésenchymateuses d’origine humaine (moelle osseuse, cordon ombilical, placenta) pour des phénotypes d’intérêt pour l’ingénierie tissulaire et la thérapie cellulaire,
- conception et synthèse de matrice pour la colonisation des cellules et la formation des tissus ; influence de stimuli environnementaux pour : la réparation et régénération du cartilage au cours de l’arthrose, réparation des ligaments et tendons articulaires, conception de patchs cardiaques pour le traitement de patients post-infarctus, régénération du foie (cirrhoses, fibroses),
- importance des contraintes mécaniques, modélisation et simulation de la régénération tissulaire,
- développement de modèles animaux pour évaluer la biofonctionnalité des tissus générés.

De façon complémentaire des programmes de recherche plus fondamentaux sont développés tels :
- études des mécanismes moléculaires régissant la différenciation des cellules souches mésenchymateuses humaines,
- impact de l’environnement au niveau foetal (médicaments, toxiques, substances présentes dans l’alimentation) sur l’incidence de maladies du développement (foetal programing),
- recherche de nouvelles substances thérapeutiques contre l’arthrose à partir de la médecine traditionnelle chinoise
- étude de la formation de tumeurs cartilagineuses (chondrosarcomes).
Obtention de contrats internationaux
- PFCC 2008-2010
- IRN CNRS avec 3 autres Unités CNRS (IMPRES 2005-2007)
- 2 programmes Hubert Curien Projects of France and China Cooperation (2009-2010)
- Cai Yuanpei (Projet N° 30472WA) 2013-2015
- Major International Joint Research Project of the National Natural Sciences Foundation of China (812201008026)
- National Natural Science Foundation of China (30973539, 81072644, 81001617, 81401832).
- 3 projets dans le cadre du programme XU Guangqi 2011, 2012, 2013
- Région de Lorraine 2015, 2016, 2017

Les institutions et laboratoires impliqués 

Côté français :
Laboratoires CNRS – Nancy
• UMR 7365 CNRS-Université de Lorraine IMoPA « Ingénierie Moléculaire, Physiopathologie Articulaire »
• FR 3209 CNRS-Université de Lorraine « Ingénierie Moléculaire, Cellulaire et Thérapeutique », Equipe Unité de Thérapie Cellulaire et Tissus, CHU Nancy Brabois
• UMR 7563 CNRS-Université de Lorraine LEMTA « Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée », équipe Biomécanique et Bioingénierie.
Laboratoire CNRS – Strasbourg
• UMR 7357 CNRS-Université de Strasbourg Icube « Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur, de l’Informatique et de l’Imagerie »
Laboratoires associés
• EA 4370 LERMAB « Laboratoire d’Etudes et de Recherches sur le Matériau Bois », Université de Lorraine
• UMR 1109 INSERM-Université de Strasbourg « Regenerative NanoMedicine »
• UMR CEA/UP7, Laboratoire d’Immunologie de la Transplantation, CEA-DSV-IMETISRHI, Hôpital Saint-Louis, Paris.

Côté chinois :
Wuhan
• Pôle Médical de l’Université de Wuhan
- Department of Pathophysiology,
- Department of Biomedical Engineering,
- Department of Pharmacology and Toxicology (Hubei Provincial Key Laboratory of Developmentally Originated Disorders and Department of Orthopedics
Kunming
• Centre de Recherche Biomédicale, Hôpital Universitaire Calmette, Kunming
Pékin
• Institute and Hospital of Blood Diseases. Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing Institute of Health and Stem Cells
• Beijing Institute of Heart, Lung and Blood Vessel Diseases, Beijing Anzhen Hospital, Capital Medical University