Laboratoire UR 2496 Pathologies, Imagerie et Biothérapie Orofaciales

Les parodontites se caractérisent par une destruction inflammatoire chronique des tissus d’ancrage de la dent en réponse à une infection par certaines bactéries spécifiques parodontales.

Notre premier objectif est de caractériser le rôle des médiateurs de l’inflammation, tels que la NAMPT / Visfatin et de l’inflammasome NALP3, dans le remodelage physiologique de l’os alvéolaire et dans sa résorption induite par la bactérie Porphyromonas gingivalis, au cours des parodontites et des péri-implantites. Ces travaux s’appuient sur notre grande expertise en culture primaire des cellules osseuses, sur les modèles expérimentaux de parodontite chez le petit animal mais également sur des collections biologiques mises en place par les chercheurs cliniciens en parodontologie de notre équipe. Ces travaux sont indispensables pour identifier des biomarqueurs attendus pour le dépistage précoce de ces maladies invalidantes mais également de cibles thérapeutiques spécifiques qui font défaut à ce jour.

Notre deuxième objectif consiste à étudier les conséquences de la parodontite sur les processus inflammatoires à distance. Notre approche porte sur la détermination des liens entre la parodontite et les maladies inflammatoires systémiques (polyarthrite rhumatoïde (PR), obésité, maladies intestinales inflammatoires (MICI)) et leurs comorbidités (troubles du sommeil) pour lesquelles nous interagissons avec différents services médicaux (cardiologie, gastroentérologie, troubles du sommeil). Notre laboratoire est en particulier impliqué dans le RHU ivasc (https://www.ivasc.eu/; Pr Philippe Bouchard, Pr Marie-Laure Colombier, Pi : Pr Gabriel Steg) et dans l’étude clinique Periogut (Dr Hélène Rangé, PI : Pr Harry Sokol).

Cet axe de recherche vise à mieux comprendre les mécanismes physiopathologiques qui conduisent à une perturbation des processus impliqués dans la minéralisation de l’os et de la dent. Parce que les tissus dentaires, contrairement à l’os, ne sont ni remodelés ni impliqués dans l’homéostasie minérale, leur étude est intéressante pour identifier des marqueurs pathologiques ou explorer les mécanismes dans le contexte de maladies génétiques affectant les os, le rein et la dent. Depuis de nombreuses années, le laboratoire a contribué à une meilleure compréhension des anomalies de minéralisation associées à l’hypophosphatémie liée à l’X, en lien étroit avec le Centre national de référence Maladies rares liées au métabolisme du phosphore et du calcium (sites.google.com/site/cdrpariscalciumphosphore; OSCAR/ Pr Chaussain, Pr Linglart).

D’autres maladies génétiques affectant le métabolisme minéral sont à l’étude et nous avons mis en évidence une association directe entre des mutations des gènes des claudins 16 et 19 chez des patients atteints d’hypomagnésémie familiale et une amélogenèse imparfaite, confirmant ainsi l’existence d’un axe émail-rein comme suggéré précédemment par la découverte de mutations du gène FAM20A. D’autres gènes sont actuellement à l’étude à partir de cohortes de patients dont le gène de la Claudin 10 responsable du syndrome de HELIX ou le gène GNAS associé aux Pseudohypoparathyroidies.

Pour répondre à la demande des malades portant des anomalies de structure dentaire non-syndromiques et en en miroir à notre activité de recherche sur les anomalies oro-faciales associées au métabolisme phosphocalcique, nous avons développé avec le laboratoire de diagnostic moléculaire de l’hôpital Cochin (Pr Michel Vidaud) des puces diagnostiques pour ces maladies. Le laboratoire travaille sur la caractérisation des anomalies dans certains modèles murins ou cellulaires associées à ces pathologies rares.

Les cellules stromales mésenchymateuses de la pulpe dentaire, les cellules souches de la pulpe dentaire (DPSC) proviennent de la crête neurale qui, au cours du développement, donne naissance à la majorité des tissus squelettiques de la région cranofaciale. Nous formons des « substituts tissulaires » via l’ensemencement de DPSC dans des matrices de collagène de densité variable en fonction du type de tissu à réparer. Cette population de cellules multipotentes constitue un matériau de choix accessible pour régénérer le tissu pulpo-dentinaire de la dent mais également le craniofacial lésé, grâce à leur origine embryonnaire mais également à leurs propriétés immunomodulatrices et angiogéniques. Notre modèle d’étude de la réparation et régénération osseuse craniofaciale est le défaut critique de calvaria.

Afin de mieux comprendre l’efficacité de nos substituts tissulaires dans un contexte de fortes contraintes mécaniques telles que les os de la mâchoire ou du visage, ou pathologique, nous développons aussi des modèles de réparation de lésions (modèles de lésion pulpaire, défaut mandibulaire). Nous utilisons aussi des DPSC de souris fluorescentes pouvant être suivies par une imagerie par microscopie à deux photons et à fluorescence afin de déterminer le rôle exact et le devenir des DPSC implantés (différenciation ou effet paracrine) dans la production d’un tissu fonctionnel. Ces cellules sont isolées à partir de souris Wnt1CRE-RosaTomato, dans lesquelles toutes les cellules dérivées de la crête neurale expriment la fluorescence de la protéine Tomato. D’autre part, nous avons développé une nouvelle lignée de cellules souches pluripotentes à partir de blastocystes des mêmes souris Wnt1CRE-RosaTomato, dont l’efficacité, une fois engagée dans un phénotype de mésenchyme dentaire, est comparée à celle des DPSC pour les substituts de tissus, ce qui nous permet contourner la limite du nombre de cellules souches pouvant être obtenue à partir de tissu adulte.

À long terme, les données obtenues dans ce modèle de souris pourraient être transférées aux cliniques humaines en utilisant des cellules souches pluripotentes induites.

Le but ultime de cet axe étant de réparer les lésions dentaires et cranio-faciales, nous nous concentrerons sur le transfert de nos données de base vers la pratique clinique. Dans ce contexte, notre objectif est d’adapter le matériau de soutien cellulaire de nos substituts de tissus à une ingénierie osseuse ou pulpaire de niveau clinique en termes de maniabilité, de signalisation, de densité et d’élasticité. Notre équipe a développé une solide expertise en modèles précliniques où nous avons montré que l’implantation du substitut tissulaire est capable de favoriser la réparation des lésions (modèles murins de lésion de la pulpe ou des os).

Pour avancer vers la clinique, nous avons développé un modèle de lésion pulpaire sur mini-porc afin d’évaluer le substitut pulpaire dans un contexte préclinique. Le transfert clinique de nos données est facilité par notre lien fort avec les cliniciens des hôpitaux publics leaders de notre équipe et fortement impliqué dans la recherche, qui nous permet d’envisager une mise en œuvre future de banques de cellules DPSC. En parallèles, les mécanismes qui sous-tendent la réparation pulpo-dentinaire sont étudiés dans des modèles de lésions pulpaires en partenariat avec la société SEPTODONT.

Les progrès de l’imagerie X tridimensionnelle permettent désormais une exploration en temps réel des microstructures osseuses du petit animal et d’évaluer la croissance, les anomalies de forme et de structure ou la réparation osseuse induite chez cet animal. Cette approche limite le nombre d’animaux explorés et guide les travaux histologiques consécutifs.

Le développement de cette branche s’est concrétisée par la mise en place au sein du laboratoire d’une plateforme d’imagerie préclinique par tomographie de rayons X, celle-ci est équipée d’un Micro-CT (Prix FRM grand équipement 2011), alliant haute résolution et grande rapidité d’acquisition, le Quantum FX µCT (PerkinElmer®), d’un serveur de stockage (32 To) des images scannées sur la plateforme et d’un système d’anesthésie et de monitoring pour le petit animal (modèle murin).

Un ingénieur de recherche (Lotfi Slimani) ainsi qu’un technicien de recherche (Jérémy Sadoine) sont également rattachés à cette plateforme. Le champ d’expertise du laboratoire en plus de l’étude des tissus calcifiés et osseux s’est élargie, à l’étude des tissus mous ou encore de la vascularisation (après injection de produit de contraste) in vivo et ex vivo, ainsi qu’au traitement des images par des méthodes d’analyses avancées à destination des équipes de recherche académiques ou privées. La plateforme Micro-CT est par ailleurs rattachée à la plateforme d’Imagerie du vivant Université Paris Cité (PIV, label IBISA).

MASTER “Sciences, Technologies, Santé”, Mention “Biologie et Santé”, Parcours “Développement, Inflammation, Régénération”

Le parcours « DIR : Développement, Inflammation et Régénération » a pour objectif de former des étudiants intéressés par les recherches d’interface entre sciences et santé. Il est ainsi ouvert aux étudiants de ces deux secteurs et d’autres formations (vétérinaire, ingénieur…). Le Master permet d’appréhender les différents aspects des pathologies du squelette et des minéralisations ectopiques. La formation propose un panel volontairement étendu de modélisations expérimentales – biologie cellulaire et moléculaire, physiopathologie, immunologie génétique du développement, caractérisation structurale et physicochimique, biomatériaux, chirurgie expérimentale, ou thérapie cellulaire.
L’étudiant acquière une expertise dans l’analyse des mécanismes fondamentaux de morphogenèse, de défense immunitaire et de destruction des tissus en tant que tels et comme modèles dans l’exploration thérapeutique (médicament, cellule, biomatériau). Cet enseignement prépare des professionnels à l’innovation en santé, par l’initiation aux démarches de recherche translationnelle partant de questions physiopathologiques d’enjeu majeur en santé publique à leur résolution dans des applications cliniques ou industrielles et avec des patients-acteurs.

Dossier préinscription
Maquette Master 2

Parcours d’Initiation à la Recherche (PIR)
Programme postgraduates de l’European Federation of Periodontology (EFP)

Direction du laboratoire

Directrice:

Pr Catherine CHAUSSAIN

Directeurs adjoints :

Claire BARDET

Lotfi SLIMANI

Responsable hygiène et sécurité :

Brigitte BAROUKH

Membres du laboratoire

Etudiants et Post-doctorants 

Conseil du laboratoire 

• Le directeur
  3 enseignants chercheurs
  1 représentant ATER / post-doctorants
  1 représentant doctorants
  2 représentants personnels techniques
  1 assistant prévention

Hygiène et sécurité

• 1 assistant prévention
• 1 assistant prévention adjoint
• Responsables déchets chimiques et biologiques
• Information sur les règlements en vigueur
• Diffusion des consignes de sécurité
• Responsable qualité
• Section locale hygiène et sécurité et conditions de travail