Evaluation de l'activité de NS1, une protéine non structurale dérivée du virus de l'influenza A pour une traduction améliorée de l'ARNm de BMP2 pour la régénération osseuse
L'utilisation de l'ARN messager (ARNm) codant une protéine de morphogenèse osseuse pour la régénération osseuse est une alternative prometteuse à l'ADN, aux protéines recombinantes et aux peptides. Cependant, l'ARNm synthétique transcrit in vitro (IVT mRNA) déclenche une réponse...
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| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Language: | Anglais Français |
| Published: |
2020.
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| Subjects: | |
| Online Access: | Accès au texte intégral https://theses.univ-orleans.fr/public/2020ORLE3119_va.pdf http://www.theses.fr/2020ORLE3119/abes https://theses.hal.science/tel-03628206 |
| Note: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Isabelle Couillin (Président du jury) ; Chantal Pichon, Isabelle Couillin, Tristan Montier, Jérôme Guicheux, Nathalie Rochet, Federico Perche (Membre(s) du jury) ; Tristan Montier, Jérôme Guicheux (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Evaluation of Influenza A derived nonstructural protein NS1 to enhance BMP2 mRNA translation for bone regeneration |
| LEADER | 07463nam a22005297a 4500 | ||
|---|---|---|---|
| 001 | 918655 | ||
| 008 | 220401s2020 xxe ||| |||| 00| 0 eng d | ||
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| 041 | 0 | |a eng |a fre |b fre |b eng | |
| 082 | |a 572.8 | ||
| 082 | |a 612.75 | ||
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| 084 | |a 570 | ||
| 100 | 1 | |a Wang, Pinpin, |d 1988- | |
| 240 | 1 | 0 | |a Evaluation of Influenza A derived nonstructural protein NS1 to enhance BMP2 mRNA translation for bone regeneration |
| 245 | 1 | 0 | |a Evaluation de l'activité de NS1, une protéine non structurale dérivée du virus de l'influenza A pour une traduction améliorée de l'ARNm de BMP2 pour la régénération osseuse |c Pinpin Wang ; sous la direction de Chantal Pichon. |
| 256 | |a Données textuelles | ||
| 260 | |c 2020. | ||
| 500 | |a Titre provenant de l'écran-titre | ||
| 500 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) | ||
| 500 | |a Partenaire(s) de recherche : Centre de biophysique moléculaire (Orléans ; 1967-....) (Laboratoire) | ||
| 500 | |a Autre(s) contribution(s) : Isabelle Couillin (Président du jury) ; Chantal Pichon, Isabelle Couillin, Tristan Montier, Jérôme Guicheux, Nathalie Rochet, Federico Perche (Membre(s) du jury) ; Tristan Montier, Jérôme Guicheux (Rapporteur(s)) | ||
| 502 | |a Thèse de doctorat. Biologie moléculaire / Thérapie génique. Orléans. 2020 | ||
| 520 | |a L'utilisation de l'ARN messager (ARNm) codant une protéine de morphogenèse osseuse pour la régénération osseuse est une alternative prometteuse à l'ADN, aux protéines recombinantes et aux peptides. Cependant, l'ARNm synthétique transcrit in vitro (IVT mRNA) déclenche une réponse immunitaire en activant des senseurs qui entraînent sa dégradation et inhibe sa traduction. Par mimétisme avec les virus ARN qui inhibent les senseurs ARN, nous avons exploité NS1, une protéine non structurelle du virus de la grippe (A/Texas/36/1991) pour amplifier l'expression des IVT mRNA. La co-délivrance de l ARNm de NS1 a entraîné une inhibition dose-dépendante des senseurs ARN qui est corrélée avec une traduction accrue un ARNm rapporteur dans plusieurs types cellulaires. La co-délivrance des ARNm de NS1 et de BMP-2, une protéine de morphogenèse osseuse dans les cellules souches pluripotentes murines (C3H10T1/2) a favorisé la différenciation ostéogénique, démontrée par une plus forte expression de marqueurs ostéoblastiques et une minéralisation plus dense. Dans une perspective clinique, nous avons utilisé des cellules souches mésenchymateuses dérivées de la moelle osseuse humaine (hMSC) pour l'ostéoinduction in vitro. La co-délivrance des ARNm de NS1 et de BMP2 a permis une meilleure différenciation ostéogénique de ces cellules, et une calcification extracellulaire plus dense comparé à l ARNm BMP2 seul. Ensuite, nous avons fabriqué des matrices de collagène renforcées par de l hydroxyapatite chargé avec les ARNm de NS1 et de BMP2 formulés en complexes ternaires liposome/polymère/ARNm (lipopolyplexes: LPR). Ces matrices activées en ARNm appelés RAM (RNA Activated Matrices) ont été évaluées pour leur capacité ostéoinductive vis-à-vis des hMSCs. L'imagerie par microscopie électronique et les tests mécaniques ont montré que, si l incorporation des LPR n'influence pas la microstructure des matrices, elle augmente leur résistance à la compression. Nos résultats démontrent que la libération des ARNm des matrices se prolonge jusqu à 16 jours ce qui a permis de doubler la période d expression de BMP2 par rapport à la transfection directe des hMSCs. Enfin, les RAM ont été implantées à des souris et les analyses par microCT et histologie, de leur effet osteoinductif in vivo sont en cours d évaluation. L ensemble de nos résultats montrent que la co-délivrance des ARNm de NS1 et de BMP-2 est une stratégie prometteuse et que la matrice RAM pourrait être un produit standard pour la chirurgie orthopédique. | ||
| 520 | |a Application of messenger RNA (mRNA) coding for an osteogenic factor for bone regeneration is a promising alternative to DNA and recombinant proteins. However, synthetic in vitro transcribed mRNA (IVT mRNA) triggers innate immune response resulting in mRNA degradation and translation inhibition. Inspired by the ability of viral immune evasion proteins to inhibit host cell responses against viral RNA, we applied the non-structural protein-1 (NS1) from Influenza A virus (A/Texas/36/1991) as an IVT mRNA enhancer. Dose-dependent blocking of RNA sensors by NS1 was correlated with an increase of reporter mRNA translation in several cell types. Dual delivery of BMP-2 mRNA coding for an osteogenic factor and NS1 mRNA in murine pluripotent stem cells (C3H10T1/2), promoted their osteogenic differentiation as evidenced by enhanced expression of osteoblastic markers (e.g. alkaline phosphatase, type I collagen, osteopontin, and osteocalcin), and extracellular mineralization. To be more clinically relevant, we then applied the dual mRNAs system to human bone marrow-derived mesenchymal stem cells (hMSCs) for in vitro osteoinduction. The dual mRNAs, improved osteoblastic genes expression and extracellular calcification over BMP2 mRNA alone. Then, the dual mRNAs were formulated as liposome/polymer/mRNA ternary complexes (lipopolyplexes: LPRs) and incorporated into the hydroxyapatite reinforced collagen scaffold to prepare RAMs (RNA Activated Matrices). Scanning electron microscopy imaging and mechanical tests demonstrated that while the mRNAs loading did not influence the scaffold s microstructure, the compressive strength was increased. The in vitro release of mRNAs from RAMs lasted for 16 days resulting in a doubling of the protein expression period compared to the direct transfection of cells. Finally, RAMs were subcutaneously implanted onto mice back for in vivo osteoinduction. The evaluation of in vivo bone formation by microCT and histology analyses is in progress. Overall, our results demonstrate that the co-delivery of NS1 and BMP-2 mRNAs is a promising strategy and RAM could be an off-the-shelf product for clinical orthopedic practice. | ||
| 538 | |a Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF | ||
| 650 | |a Biologie moléculaire | ||
| 650 | |a Thérapie génique | ||
| 650 | |a Influenzavirus A | ||
| 650 | |a Os |x Régénération (biologie) | ||
| 650 | |a ARN messagers | ||
| 650 | |a Protéines morphogénétiques osseuses | ||
| 650 | |a Hydroxyapatite | ||
| 650 | |a Substituts osseux | ||
| 650 | |a Thèses et écrits académiques | ||
| 700 | 1 | |a Pichon, Chantal, |d 19..-...., |c professeure de biologie moléculaire et cellulaire. |4 ths |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Couillin, Isabelle, |d 19..-, |c chercheur. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Montier, Tristan, |d 1974- |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Guicheux, Jérôme. |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Rochet, Nathalie, |d 19..- |4 opn | |
| 700 | 1 | |a Perche, Federico, |d 1982- . |4 opn | |
| 710 | 2 | |a Université d'Orléans. |4 dgg | |
| 856 | 4 | |q PDF |s 10959461 |u http://www.theses.fr/2020ORLE3119/document |z Accès au texte intégral | |
| 856 | 4 | |u https://theses.univ-orleans.fr/public/2020ORLE3119_va.pdf | |
| 856 | 4 | |u http://www.theses.fr/2020ORLE3119/abes | |
| 856 | 4 | |u https://theses.hal.science/tel-03628206 | |
| 997 | |0 918655 |1 Thèse numérique |a Ressource numérique |b INSA |b ENSA |c 0/Bibliothèque numérique/ |c 1/Bibliothèque numérique/Autre ressource numérique/ | ||