Exploring the Extracellular Matrix to Create Biomaterials

The extracellular matrix (ECM) represents the framework of tissues and organs and is involved in cell differentiation and function. The study of ECM is challenging and required a combination of identification and imaging techniques to give a valuable scheme of its composition, organization, and finally function. The study of ECM enables to culture cells ex vivo, but cultures are restricted to two-dimensional surfaces, whereas in the meantime, material sciences were developing devices able to bring cell culture in a three-dimensional (3D) environment. This chapter presents basic techniques to investigate extracellular matrices composition and organization. Basic knowledge on ECM composition and organization should inspire material scientists to propose more biologically relevant materials. In a second time, we present strategies available to create ex vivo models of ECM and a series of examples of 3D materials that were engineered to investigate cell adhesion, phenotype, and differentiation in a biologically relevant microenvironment. The production of a gold-standard material is possible for a specific biological question, and it might be developed from an intelligible dialogue between material scientists, that bring engineering strategies, and cell biologists who implement the material design to meet the biological process that has to be investigated ex vivo

Liquid crystalline properties of type I collagen: Perspectives in tissue morphogenesis

Collagen molecules form the major part of tissues like bone, cornea or tendon where they organize into ordered fibrillar networks. The acid-soluble protein spontaneously assembles in liquid crystalline phases, characterized in polarized light microscopy and X-ray diffraction. Collagen fibrillogenesis obtained in condensed media establishes a link between the fibrillar networks described in vivo and the mesomorphic states obtained in vitro. Cellematrix interactions on these biomimetic materials are currently analysed with perspectives in tissue engineering. In a morphogenetic context, we propose the hypothesis of a liquid crystalline order, between soluble precursor molecules, preceding fibrillogenesis

MATRICES FIBRILLAIRES DENSES DE COLLAGÈNE : MATÉRIAUX POUR LA RÉPARATION OSSEUSE ET L'ÉTUDE D'OSTÉOBLASTES EN TROIS DIMENSIONS

rédigé du 15.06.08 au 15.09.08 ces travaux ont donné lieu à 2 publication: Vigier et al, J Biomed Mater Res 2010 et Vigier et al, Tissue Eng 2011Bone tissue ensures the continuity and strength of the skeleton, so as an essential role in mineral homeostasis. Many pathologies, associated with bone resection, require materials to fill the defect. This thesis evaluates the bone healing properties of materials made with collagen solutions at medium (5mg/mL) and high (40mg/mL) concentrations. These two scaffolds are structurally described by light and electron microscopy and compared with classicalyl used freeze-dried collagen sponges. In long term in vitro culture, transformed and primary osteoblasts proliferate, present a cuboidal shape and are arranged in monolayer at the surface of the 5mg/mL matrix, instead of a more resting morphology on the 40mg/mL scaffolds and sponges. In presence of inorganic phosphate, both fibrillar matrices are mineralised by the activity of osteoblasts, despite sponges exhibited spontaneous mineralization. When added inside a rat skull defect, collagen matrices enhanced the healing up to 80% of the surface fill by new bone, compared with 40% without treatment. Collagen density modulates the degradation of the scaffolds, but both are colonized by vascular cells and osteprogenitors that synthesise new bone. With combined microscopy techniques, we observed that primary osteoblasts, inside the three dimensional collagen fibrils network during in vitro cultures, follow a morphological transition. Osteoblasts inside the matrix exhibit long cytoplasmic processes and are connected together, and with the surface, by gap junctions and thus could be related to osteocytes. This work enlightens the potential of the collagen dense fibrillar matrices for bone repair as well as ECM models for in vitro studies.L'os, tissu conjonctif minéralisé, assure les fonctions de protection, de support et de motilité. De nombreuses pathologies osseuses requièrent l'utilisation d'implants naturels ou synthétiques et le vieillissement de la population accroît cette demande. La thèse a eu pour objet d'évaluer les potentiels de reconstruction osseuse de matériaux préparés à partir de solutions de collagène de concentration moyenne (5mg/mL) et haute (40mg/mL). Ces matériaux fibrillaires, simple à façonner, ont été caractérisés par microscopie photonique et électronique et comparés aux éponges de collagène déjà utilisées en thérapeutique. En culture in vitro à long terme, des ostéoblastes humains, primaires ou transformés, se multiplient et s'organisent en une monocouche épithélioïde sur les matrices à 5mg/mL, ou en cellules plates et allongées sur les matrices à 40mg/mL. La minéralisation des matrices, en conditions standard, n'a lieu qu'en présence d'ostéoblastes tandis que les éponges minéralisent de façon spontanée. Dans un défaut crânien engendré chez le rat, les matrices ont permit son comblement à plus de 80%. Elles sont colonisées par les ostéoprogéniteurs qui se différencient et synthétisent de l'os minéralisé ; leur concentration module leur dégradation. En contact en 3D avec le réseau fibrillaire les otéoblastes primaires apparaissent dendritiques et s'organisent en syncytium, reliés par des jonctions communicantes. Cette transition morphologique est décrite in vitro par une approche combinée de microscopies. Ces travaux valident l'utilité des matrices fibrillaires de collagène pour l'ingénierie de l'os. Ils confirment également l'intérêt que peut tirer la recherche fondamentale de disposer de matrices extracellulaires modèles

Comparison of Cryptographic Verification Tools Dealing with Algebraic Properties

International audienceRecently Kuesters et al proposed two new methods using ProVerif for analyzing cryptographic protocols with Exclusive-Or and Diffie-Hellman properties. Some tools, for instance CL-Atse and OFMC, are able to deal with Exclusive-Or and Diffie-Hellman. In this article we compare time efficiency of these tools verifying some protocols of the litterature that are designed with such algebraic properties

Aspects moléculaires de l’adhérence cellulaire cadhérine-dépendante : les premiers moments de l’interaction

Les cadhérines représentent une des principales familles de molécules d’adhérence cellulaire et jouent un rôle crucial dans la mise en place des tissus au stade embryonnaire et dans leur cohésion à l’âge adulte. Ces glycoprotéines réalisent des interactions de type homophile dépendantes du calcium. Ces dernières années, différentes approches expérimentales ont été utilisées pour résoudre les bases moléculaires de ces interactions. Les données de la littérature sont relativement confuses en ce qui concerne le mode d’interaction de ces molécules. Différents modèles ont été proposés, et le mécanisme d’adhérence est encore soumis à controverses. De récentes approches biophysiques conjuguées aux techniques classiques de biologie nous permettront de progresser vers une meilleure compréhension du mécanisme par lequel les cadhérines régulent l’adhérence cellulaire. La prise en compte des propriétés cinétiques de ces interactions au niveau unimoléculaire apporte ainsi un éclairage nouveau sur ces régulations moléculaires

The ecology of modern and fossil vertebrates revisited by lithium isotopes

International audienceThe vertebrate fossil record documents a plethora of transitions between aquatic and terrestrial environments but their causes are still debated. Quantifying the salinity of living environments is therefore crucial for precising the sequence of ecological transitions. Here, we measured lithium stable isotope composition of mineralized tissues (δ 7 Limt) of extant and extinct vertebrates from various aquatic environments: seawater, freshwater/terrestrial, and "transitional environments" (i.e. brackish waters, or seasonal access to freshwater and seawater). We report statistically higher δ 7 Limt values for seawater vertebrates than freshwater ones, taxonomic groups considered separately. Moreover, vertebrates living in transitional environments have intermediate δ 7 Limt values. Therefore, we show that δ 7 Limt values of both extant and extinct vertebrates can discriminate their aquatic habitat

Justice et sociétés rurales

Si les violences et les conflits ruraux ont fait l’objet d’importants travaux, il n’en est pas de même pour la justice. En effet, « la justice à la campagne » a été en grande partie délaissée par la recherche. Or la notion de justice, placée aujourd’hui au centre de nombreux travaux et réflexions, tant à l’échelle européenne qu’à l’échelle internationale, s’avère ambivalente et complexe puisqu’elle peut aller de la demande d’une meilleure justice sociale à la volonté de saisir les inégalités socio-spatiales afin d’assurer des aménagements du territoire qui correspondent aux aspirations des acteurs. Dans les perceptions communes, la justice se confond avec l’institution judiciaire, c’est-à-dire avec le « système des tribunaux », mais elle déborde le seul examen de l’appareil judicaire. Prise dans l’univers des sociétés rurales, la justice est un outil de régulation sociale et d’arbitrage, mais elle est aussi prise dans une multiplicité d’usages, depuis les stratégies d’évitement jusqu’à des processus d’instrumentalisation en passant par des formes d’ignorance réciproques. Pour aborder ce vaste champ de recherche, trois entrées ont été privilégiées. La première traite plus particulièrement de la justice spatiale et de l’équité des territoires. La deuxième aborde la question de la proximité et du pluralisme, la troisième et dernière est consacrée aux processus d’instrumentalisation et d’accommodation. Le présent ouvrage, issu des travaux de chercheurs venant de plusieurs disciplines (histoire, droit, sociologie, géographie, histoire de l’art) a pour ambition de confronter les approches, de rendre compte de la vitalité de la recherche et des enjeux qu’elle révèle en les inscrivant dans la longue durée, de la fin de l’Ancien Régime à nos jours

Prognostic value of high-sensitivity measurable residual disease assessment after front-line chemoimmunotherapy in chronic lymphocytic leukemia

International audienceMeasurable residual disease (MRD) status is widely adopted in clinical trials in patients with chronic lymphocytic leukemia (CLL). Findings from FILO group trials (CLL2007FMP, CLL2007SA, CLL2010FMP) enabled investigation of the prognostic value of high-sensitivity (0.7 × 10-5) MRD assessment using flow cytometry, in blood (N = 401) and bone marrow (N = 339), after fludarabine, cyclophosphamide, and rituximab (FCR)-based chemoimmunotherapy in a homogeneous population with long follow-up (median 49.5 months). Addition of low-level positive MRD < 0.01% to MRD ≥ 0.01% increased the proportion of cases with positive MRD in blood by 39% and in bone marrow by 27%. Compared to low-level positive MRD < 0.01%, undetectable MRD was associated with significantly longer progression-free survival (PFS) when using blood (72.2 versus 42.7 months; hazard ratio 0.40, p = 0.0003), but not when using bone marrow. Upon further stratification, positive blood MRD at any level, compared to undetectable blood MRD, was associated with shorter PFS irrespective of clinical complete or partial remission, and a lower 5-year PFS rate irrespective of IGHV-mutated or -unmutated status (all p < 0.05). In conclusion, high-sensitivity (0.0007%) MRD assessment in blood yielded additional prognostic information beyond the current standard sensitivity (0.01%). Our approach provides a model for future determination of the optimal MRD investigative strategy for any regimen