WO2012038668A1 - Method for obtaining differentiated articular chondrocytes in vitro or ex vivo, and uses of same - Google Patents

Method for obtaining differentiated articular chondrocytes in vitro or ex vivo, and uses of same Download PDF

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WO2012038668A1
WO2012038668A1 PCT/FR2011/052198 FR2011052198W WO2012038668A1 WO 2012038668 A1 WO2012038668 A1 WO 2012038668A1 FR 2011052198 W FR2011052198 W FR 2011052198W WO 2012038668 A1 WO2012038668 A1 WO 2012038668A1
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WO
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collagen
type
chondrocytes
bmp
sirna
Prior art date
Application number
PCT/FR2011/052198
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French (fr)
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Philippe Galera
David Ollitrault
Florence Legendre
Magali Demoor
Frédéric MALLEIN-GERIN
Karim Boumediene
Benjamin Herbage
Martine Duterque-Coquillaud
Odile Damour
Original Assignee
Universite De Caen Basse Normandie
Centre National De La Recherche Scientifique
Institut Pasteur De Lille
Universite Claude Bernard Lyon I
Symatese
Hospices Civils De Lyon
Universite Des Sciences Et Technologies De Lille
Universite Du Droit Et De La Sante De Lille
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    • C12N2533/50Proteins
    • C12N2533/54Collagen; Gelatin

Definitions

  • the present invention relates to the field of cell and tissue engineering of cartilage, and in particular the culture of chondrocytes or chondrocytes obtained from mesenchymal stem cells in vitro or ex vivo, in particular for the purpose of cell therapy.
  • the invention relates to a method for obtaining in vitro or ex vivo differentiated articular chondrocytes and the use of these chondrocytes for the treatment of chondral fat loss related or not to traumatic shock and osteoarticular diseases, especially diseases that are characterized by destruction or degeneration of cartilage, such as osteoarthritis.
  • the autologous chondrocyte transplantation (TCA), initiated by Brittberg in 1994 for the treatment of articular cartilage lesions of the knee, consists of isolating by enzymatic extraction chondrocytes from a small sample of low morbidity.
  • TCA The autologous chondrocyte transplantation
  • This therapeutic approach used worldwide, involves cell amplification in culture on plastic.
  • This technique is currently indicated for the treatment of limited cartilage lesions.
  • the technology is moving towards the combination of autologous chondrocytes with biomaterials for transplantation, such as collagen gels.
  • chondrocytes in monolayer culture for direct grafting or after combination with a biomaterial is accompanied by cell dedifferentiation, which is reflected, in vivo, by the formation of a non-functional fibrocartilage .
  • Implantation of autologous chondrocytes is therefore a technique that remains perfectible in controlling the expression of the phenotype of chondrocytes, either during their amplification in culture, or within a biomaterial. She does not does not reproduce a functional hyaline cartilage, rich in collagen type II.
  • the synthesized tissue is a fibrocartilage, rich in collagen type I, not having the same biomechanical properties that can confer a healthy cartilage rich in collagen type II, which requires renewal of the term intervention because this fibrocartilage substitution will be degraded in turn.
  • the present invention proposes to provide a method for obtaining in vitro or ex-vivo differentiated articular chondrocytes capable of synthesizing functional hyaline cartilage and thus imparting the improved biomechanical properties of this type of cartilage. compared to fibrocartilage.
  • the present invention therefore relates to a process for obtaining in vitro or ex vivo differentiated articular chondrocytes characterized in that it comprises, or even consists of, the following steps:
  • BMP-2 Bone Mofphogenetic Protein-2
  • specific inhibitor (s) of type I collagen BMP-2
  • the inventors have demonstrated that the culture conditions used in the process as described above make it possible to promote a stable and most differentiated chondrocyte phenotype, and in particular characterized by a differentiation index. increased.
  • the combination of low oxygen tension culture conditions in the presence of BMP-2 and type I collagen inhibitor promotes the increase of cartilage specific markers (type II collagen and aggrecan in particular). by decreasing non-specific markers of cartilage.
  • the conditions for carrying out the process according to the invention make it possible to limit the phenomenon of cell dedifferentiation inherent in the monolayer cell culture of chondrocytes in vitro or ex vivo, and to maintain and / or induce a stable chondrocyte phenotype.
  • the method according to the invention thus makes it possible to obtain, in vitro, differentiated mature chondrocytes which exhibit the characteristics of cells derived from healthy and functional hyaline-type cartilage.
  • articulated i.e. cartilage derived from different anatomical locations
  • articular chondrocytes or differentiated or dedifferentiated mesenchymal stem cells which are by definition undifferentiated.
  • the cells which are used in the process according to the invention are differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes, in particular adult articular chondrocytes, in particular human or equine chondrocytes.
  • Joint chondrocytes or mesenchymal stem cells may be obtained by any method known to those skilled in the art to recover these cells from any biological sample that may contain them.
  • the mesenchymal stem cells used may come from a variety of sources, such as bone marrow, adipose tissue, umbilical cord blood, muscle origin, germ line, embryonic, induced pluripotent stem (iPS) cells, and the like. According to a particularly advantageous embodiment, the cells used are chosen from bone marrow stem cells and non-hematopoietic progenitors of the cord blood.
  • Cells that are cultured i.e., differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells, may be of animal origin, and preferably human or equine.
  • stem cells that are not derived from the destruction of human embryos, such as induced pluripotent stem cells (iPS), will be used.
  • iPS induced pluripotent stem cells
  • the mesenchymal stem cells used are non-human when they are embryonic or germ line mesenchymal stem cells.
  • the differentiated articular chondrocytes used in the context of the process of the invention are preferably derived from healthy subjects, but it is also possible to use dedifferentiated chondrocytes, and especially from patients, in particular patients suffering from osteoarticular disease. , in particular characterized by destruction or degeneration of the cartilage.
  • the dedifferentiated articular chondrocytes used are derived from the patient intended to receive the chondrocytes that will be obtained by the implementation of the method of the invention (autologous transplant).
  • chondrocytes according to the invention which will be implanted in a sick patient, and in particular suffering from chondral substance losses related or not to traumatic shock or suffering from osteoarthritis.
  • articular particularly characterized by destruction or degeneration of cartilage, such as osteoarthritis.
  • differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells are cultured under conditions of low oxygen tension, i.e. under hypoxic conditions.
  • culture conditions of less than or equal to 10% of O 2 preferably ranging from 1 to 10%, and in particular from 1 to 5% of O 2, are used .
  • the cells used in the method of the invention are cultured in a conventional culture medium, for example DMEM, adapted to the selected cell type, namely differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells.
  • a conventional culture medium for example DMEM, adapted to the selected cell type, namely differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells.
  • the differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or the mesenchymal stem cells used in the method of the invention may be cultured in the form of a monolayer culture or preferably within a biomaterial.
  • biomaterial is meant any three-dimensional structure colonizable by cells, in particular by chondrocytes, and preferably capable of being implanted in vivo.
  • the biomaterial used in the context of the invention is biologically inactive and preferably biodegradable.
  • examples of biomaterials that can be used include collagen gels, type I or type II collagen sponges, alginate gels, hyaluronic acid gels, or PLGA (poly) gels.
  • the differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or the mesenchymal stem cells are cultured within type I collagen sponges.
  • the culture of differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells is performed in the presence of BMP-2.
  • BMP-2 a molecule BMP-2 in the culture medium.
  • human BMP-2 in human cells equine BMP-2 in equine cells, etc.
  • the reference human BMP-2 NP_001191.1 GL4557369, September 11, 2011
  • the reference equine BMP-2 XP_001493945.1 will be used (GI: 149733087, June 27 2011) (SEQ ID NO: 2).
  • any means is used to maintain the presence of BMP-2 in the culture medium, directly or indirectly, and in particular by stimulating its production and / or preventing the degradation of its receptor and / or its inactivation.
  • the presence of BMP-2 can be obtained by any means to prevent the presence or inactivation of the action of any molecule capable of degrading or inactivating BMP-2, such as proteases and in particular HTRA1 protease (Hig Temperature Requirement Protein) described by Zumbrunn J. and Trueb B., 1996, FEBLS Letter 398: 187-192, or members of the HTRA1 family.
  • the action of BMP-2 can be maintained using an HTRA1 siRNA to prevent degradation of the BMP-2 receptor.
  • the presence of BMP-2 is ensured both by adding the BMP-2 molecule directly into the culture medium and by preventing its degradation and / or inactivation or that (s) of its receptor.
  • the presence of BMP-2 is ensured both by adding the BMP-2 molecule directly into the culture medium and by preventing the HTRA1 protease from inactivating the action of the BMP. -2, preferably by the use of a siRNA HTRA1.
  • BMP-2 When the presence of BMP-2 is obtained by direct addition of this protein in the culture medium, it is added in a final concentration ranging from 10 to 200 ng / ml, and preferably of the order 50 ng / ml.
  • the scope of the present invention is not limited to BMP-2 in particular.
  • the effect of the presence of BMP-2 during the culture of chondrocytes or mesenchymal stem cells according to the invention can also be obtained by the presence of any other molecule, or cytokine in particular, likely to have the same effects or effects similar to those induced by BMP-2 on chondrocyte differentiation.
  • the presence of BMP-2 in the context of the invention can be obtained by any other member of the BMP family capable of inducing the same effects or effects similar to those induced by BMP-2 on chondrocyte differentiation.
  • the culture medium may also contain TGF- ⁇ for example at a final concentration ranging from 1 to 50 ng / ml, and preferably of the order of 10 ng / ml, of TGF-3.
  • Different combinations of these cytokines can thus be used when the method of the invention is implemented from differentiated and / or dedifferentiated chondrocytes and / or mesenchymal stem cells.
  • the presence of TGF- ⁇ is preferred when the method according to the invention is implemented from mesenchymal stem cells, and in particular mesenchymal stem cells derived from bone marrow.
  • the culture of differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells is also carried out in the presence of specific inhibitor (s) of type I collagen.
  • Type I specific collagen inhibitor means any molecule (s) capable of preventing the presence or inhibition of the activity, directly or indirectly, of collagen. of type I specifically. In particular, such a molecule will not significantly inhibit the presence and / or activity of other factors including factors essential for chondrocyte differentiation, such as type II collagen in particular.
  • This specific inhibition of type I collagen can be achieved at all levels: gene, messenger, protein etc.
  • RNA interference agents such as siRNAs may be used, and this is a particularly advantageous embodiment of the invention. It is also possible to use inhibitors that target transcription factors that modulate the expression of genes encoding type I collagen, and possibly modulate both expression of genes encoding type I and type II collagen.
  • inhibitors that differentially modulate the expression of these genes may be used, for example the c-Krox "collagen-Krox” and Sp3 "Specify protein-3” factors which are activators of gene expression. encoding type I collagen and inhibitors of gene expression encoding type II collagen. It is also possible to target the p65 subunit of NF-kappaB factor "Nuclear Factor-kappaB” which inhibits the transcription of the IL-type collagen gene.
  • BMP-2 and the inhibition of type I collagen can be obtained using any technique known to those skilled in the art.
  • any method allowing the active or passive introduction of molecule (s) capable (s) to produce these effects can be used.
  • a method of active introduction of these molecules is used, in particular by transfection into the cells.
  • any transfecting agent may be used, and in particular liposomes, polyethyleneimines, polymeric cations, and the like.
  • a method of passive introduction of these molecules in particular by diffusion or by natural endocytosis of the molecules making it possible to carry out the desired effects mentioned above.
  • a strategy of interference with RNA, and in particular siRNA is used to both maintain the action of BMP-2 and to inhibit the synthesis of collagen.
  • the presence of BMP-2 is itself ensured both by the addition of the BMP-2 molecule directly into the culture medium and also by the use of a medium. to prevent the protease HTRA1 inactivate the BMP-2 receptor, and in particular by the use of a siRNA HTRA1. Therefore, according to a particularly advantageous embodiment of the method of the invention, the differentiated articular chondrocytes or mesenchymate stem cells are cultured in conditions of low oxygen tension.
  • the type I collagen inhibitors are siRNAs and the presence of BMP-2 is ensured by the addition of BMP-2 directly into the culture medium and by the use of a HTRA1 siRNA.
  • mesenchymal stem cells when used, they are preferably cultured also in the presence of TGF- ⁇ . More particularly, their culture is carried out under conditions of low oxygen tension, with siRNAs as inhibitors of type I collagen, with addition of BMP-2 directly into the culture medium and using a HTRA1 siRNA. , in combination with TGF- ⁇ .
  • the means used to maintain the action of BMP-2 in the culture medium and to inhibit collagen-type I are chosen so as to induce these effects transiently, in particular without involving the stable transformation of the chondrocyte genome, in order to be able to eliminate any trace of these means used during the in vitro or ex vivo culture before the implantation of the chondrocytes. within the recipient organism, including the pathological joint.
  • the different steps of the process according to the invention are carried out in the following order: oxygen level, presence of BMP-2 then inhibition of type I collagen.
  • the colonization of said biomaterial is preferably carried out first, before carrying out the three steps mentioned above.
  • the order of realization of the steps of the process of the invention may be arbitrary and not limiting.
  • the subject of the invention is also differentiated articular chondrocytes capable of being obtained by the implementation of the method according to the invention which is described above and which has a differentiation index, that is that is, a significantly increased type II collagen / type I collagen protein ratio, preferably at least a factor of 1.5 and / or a ratio of the average levels of collagen type II, IX, XI mRNAs. / COL1A1 or Agrecanne / COLIAI significantly increased, preferably at least 7.5 fold over non-re-differentiated cells.
  • the invention relates to differentiated articular chondrocytes which are directly obtained by the method according to the invention which is described above and which have this differentiation index.
  • chondrocytes may be present within a biomaterial and the biomaterial / chondrocyte assembly is also another object of the present invention.
  • the differentiated articular chondrocytes capable of being obtained according to the invention are characterized by the fact that they exhibit no or little expression of type I collagen and / or do not produce it or little at the protein level but and preferentially express and synthesize collagen type II and aggrecan.
  • the subject of the invention is also the differentiated articular chondrocytes capable of being obtained according to the process of the invention described above for their use as a medicament.
  • the subject of the invention is also the differentiated articular chondrocytes that can be obtained according to the process of the invention described above for their use in the treatment of chondral loss of substance bound or not to traumatic shock, osteo-articular diseases, and in particular diseases that are characterized by destruction or degeneration of the cartilage, such as osteoarthritis.
  • This aspect of the invention can also be defined as the use of the differentiated articular chondrocytes obtainable according to the process of the invention, for the preparation of a medicinal product intended to treat chondral losses, whether or not linked to traumatic shock, osteo-articular diseases, and in particular diseases that present a destruction or degeneration of the cartilage, such as osteoarthritis for example.
  • the differentiated articular chondrocytes that can be obtained according to the method of the invention may be useful for or used for the preparation of a medicament for treating and / or preventing and / or slowing down loss of chondral substance related or not to traumatic shock, as well as destruction or degeneration of cartilage associated with osteoarticular diseases, such as osteoarthritis, for example.
  • the administration of the differentiated articular chondrocytes obtained according to the method of the invention can be administered directly within the lesions when they have been obtained. by monolayer culture.
  • the differentiated articular chondrocytes which are obtained within a biomaterial by the method according to the invention can be implanted at the lesions to be treated.
  • the implanted chondrocytes are in the form of a biological substitute consisting of mature chondrocytes differentiated within a biomaterial according to the method of the invention. This may be positioned at the level of the lesion and possibly held in place in situ, for example with the aid of biological glue, especially fibrin-based glue.
  • FIG. 1 represents the quantity of messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type I or COLIAI (A), collagen type II or COL2A1 (B) and on the messenger ratio of COL2A1 ZQLÎM genes (C). after the effect of siRNA COLIAI and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
  • FIG. 2 represents the "Western Blot” detection of type I and type II collagen after the effect of RIMA COLIAI and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
  • FIG. 4 represents the amount of messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type I or COLIAI (A), of HTRA1 (B), and on the messenger ratio of genes COL2A1 / COL1A1 (C), Agrecan / COLIAI (D), COL9A1 / COL1A1 (E), COL11A1 / COL1A1 (F), COL2B / COL1A1 (G) after the effect of siRNA COLIAI and or Htral and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
  • A collagen type I or COLIAI
  • B HTRA1
  • FIG. 5 represents the differentiation index of healthy cartilage chondrocytes or osteoarthritis (messenger ratio, measured by quantitative RT-PCR, of the COL2A1 / COL1A1, Agrecan (ACAN) / C0L1A1, COL9A1 / COL1A1 and COL11A1 / COL1A1 genes).
  • FIG. 6 represents the "Western Blot" detection of type I, type II, HTRA1 and type X collagen collagen after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA and / or BMP-2 in CAH.
  • FIG. 7 shows the immunofluorescent detection of type I and type II collagen on articular chondrocytes (CAH) after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA and BMP-2.
  • FIG. 8 represents the immunohistochemical detection of collagen type I and type II on articular chondrocytes (CAH) in the presence or absence of BMP-2 (A), siRNA COLIAI in the presence or absence of the BMP-2 (B), Htral siRNAs in the presence or absence of BMP-2 (C), and COLIAI siRNAs and Htral siRNAs, in the presence or absence of BMP-2 (D).
  • FIG. 9 represents the quantity of the messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type II or COL2A1 (A), collagen type I or COLIAI (B), HTRA1 (C), aggrecan (D). ), COL10A1 (E), COL3A1 (F) and the messenger ratio of the COL2A1 / COL1A1 (G) and Agrecan / COLIAI (H) genes, after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA in the presence or absence BMP-2 and TGF- ⁇ in mesenchymal stem cells.
  • FIG. 10 represents the "Western Blot" detection of type I, type II, type III, type X and HTRA1 collagen, after the effect of COLIAI and / or Htral siRNAs in the presence or absence of the BMP-2 and TGF- ⁇ in mesenchymal stem cells.
  • Figure 11 shows the established phenotypic profile for chondrocytes isolated from healthy cartilage and the phenotypic profiles of chondrocytes derived from mesenchymal stem cells following the effect of COLIAI and / or Htral siRNAs in the presence or absence of BMP-2 and TGF- ⁇ . The results of this figure were obtained with a siRNA concentration of 100 nM.
  • EXAMPLE 1 IMPLEMENTATION OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION FROM HUMAN ARTICULAR CHONDROCYTES METHODOLOGIES
  • siRNA COL1A1 (collagen type I, alpha 1) (sense and antisense strands),
  • Hs_COLlAl_6 HP Validated SiRNA (SI02757363), Qiagen.
  • Antisense 5'- UUCUGUACGCAGGUGAUUG - 3 '(SEQ ID NO: 4)
  • Target sequence ACC ACC CAC CTG CGT ACA GAA (SEQ ID NO: 5)
  • siRNA control or "Negative Control” double-stranded siRNA
  • Qiagen No.
  • Antisense 5'-ACGUGACACGUUCGGAGAA-3 '(SEQ ID NO: 7)
  • Target sequence AAT CCG TAC AAC GTG TCA CGT '(SEQ ID NO: 8)
  • rhBMP-2 Recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2 .
  • the cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO cells (" Chinese Hamster Ovary cells ") After proteolytic cleavage of the signal peptide and of the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimer or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids BMP-2 was added to the medium at a final concentration of 50 ng / ml.
  • Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): They are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture. The collagen fiber networks I form pores with an average diameter of 150 ⁇ m. This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
  • chondrocytes Human articular chondrocytes (CAH) were collected from femoral heads during prosthesis placement in patients with osteoarthritis. The cartilage was dissected into chips, then the latter were digested with two enzymes, pronase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 45 minutes) and collagenase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 15 hours). The next day, undigested cartilage chips were removed by passage of the 70 ⁇ m nylon cell suspension. After centrifugation, the cell pellet was taken up in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium, Fisher Bioblock Scientific "). The number of cells was determined by counting on a Malassez cell. The HPCs were then seeded in culture dishes at 4.10 4 cells / cm 2 and cultured at 37 ° C in a 5% CO 2 environment . The chondrocytes were thus amplified in monolayer culture.
  • pronase Sigma-Ald
  • RIMA si siRNA control or siRNA COL1A1
  • chondrocytes using the nucleofection technique (Nucleofector ® II, Lonza). Firstly, the cells were amplified in monolayer culture and only undergone one passage in order to limit their dedifferentiation. Once at confluence, they were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific). Transfection was performed from 2 million cells using a nucleofection solution containing one microgram (50 nM) of siRNA. Once transfected, the chondrocytes remained for one hour at 37 ° C.
  • chondrocytes were placed in hypoxia, in the presence or absence of 50 ng / ml rhBMP-2 for a period of 24 to 48 hours.
  • the membrane was previously activated by three successive baths: methanol 100% (1 min), distilled water (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C.
  • TBS-T Tris Buffered Saline-Tween
  • ELISA Enzyme-linked immunosorbent assay
  • TECOmedical SARL The ELISA experiments were carried out from the culture supernatants according to the instructions of the kit. The protein levels of the C-propeptide of Procollagene type II were evaluated according to the so-called “competition” method while those of the C-terminal part of type I collagen were evaluated via the so-called “sandwich” method.
  • RNA was treated with 1 ⁇ l of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 ⁇ l of 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA.
  • DNase I deoxyribonuclease I
  • the reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 ⁇ l of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 ⁇ l of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / ⁇ l (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 ⁇ l of oligodT, 2 ⁇ l of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 ⁇ l final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 ⁇ l of RNAse-out (40 U / ⁇ l, Invitrogen) .
  • the volume was supplemented to 15 ⁇ with water treated with DEPC (di-ethyl-pyrocarbonate).
  • the reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C.
  • cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time.
  • the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems). Samples were amplified using SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and primers as described in Table 1 below.
  • the mRNA levels of the COLIAI and COL2A1 genes were estimated after normalization against the reference gene RPL13.
  • the results are represented in the form of "Box-plot" or box-to-mustache, representing n experiments carried out independently. This method makes it possible to represent on the graph the minimum and maximum values, the first quartile, the second quartile or the median, the third quartile, as well as the average of the experiments.
  • the Mann-Whitney U test was used to determine significant differences between the control and treated groups. Values of P ⁇ 0.05 are considered significant.
  • siRNA COLIAl strongly decreases the average levels of collagen type I mRNA when chondrocytes are cultured in collagen sponges, in hypoxia, in the presence of BMP-2 ("BMP-2") or without BMP. -2 ("Control”) and for 24 and 48 hours.
  • siRNA has a relative inhibition efficiency of 80 to 90%, and is able to block the slight increase in these average levels induced by BMP-2.
  • the mRNA levels of the COL2A1 and COLIA1 genes were estimated as described above and the ratio of COL2A1 mRNA level to COLIA1 mRNA level was calculated under the different experimental conditions. This report makes it possible to define the index of differentiation of chondrocyte cultures.
  • Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs targeting type I collagen or siRNA control and then grown under hypoxic conditions (less than 5% 0 2 ). Extracts Cytoplasmic cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for "Western-Blot" analysis with anti-collagen II, I, and anti-GAPDH antibodies.
  • the results are grouped together in FIG. 3A and show a clear decrease in the protein levels of type I collagen, especially after 48 h of cell culture.
  • the concentration of type I collagen passes on average from 0.8 mg of CICP / g of total protein in the presence of the negative control, to 0.4 mg of CICP / g of total protein in the presence of siRNA COL1A1.
  • Human articular chondrocytes were cultured as described above. Quantification of the C-propeptide of type II collagen was performed by ELISA as described above.
  • siRNAs COL1A1 and control are described above in Example 1.
  • siRNA HTRA1 siRNA double strand
  • Antisense 5 '- AAAGAGGC AACU U CGGCCGTT -3' (SEQ ID NO: 16)
  • Target sequence CGG CCG AAG TTG CCT CTT T (SEQ ID NO: 17)
  • rhBMP-2 "recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2": The cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary cells") cells. After proteolytic cleavage of the signal peptide and the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimer or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids. BMP-2 was added to the culture medium at a final concentration of 50 ng / ml.
  • Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): They are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture. The networks of collagen I fibers form pores with an average diameter of 150 m. This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
  • Human articular chondrocytes were collected from macroscopically healthy areas of cartilage from an osteoarthritic joint (non-bearing area of cartilage at a healthy joint) to obtain chondrocytes that were used throughout the experiment.
  • the cartilage was dissected into chips, then the latter were digested with two enzymes, pronase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 45 minutes) and collagenase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 15 hours). The next day, undigested cartilage chips were removed by passage of the 70 ⁇ m nylon cell suspension.
  • DMEM Dulbecco's modified Eagle Medium, Fisher Bioblock Scientific
  • the number of cells was determined by counting on a Malassez cell.
  • the HACs were then seeded in culture dishes at 4.10 4 cells / cm 2 and cultured at 37 ° C in an environment of 5% C0 2 .
  • the chondrocytes were thus amplified in monolayer culture.
  • the cells have only undergone one passage in order to limit their dedifferentiation. Once at confluence, they were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) and then centrifuged.
  • chondrocytes were placed in hypoxia, in the presence or absence of 50 ng / ml of rhBMP-2 in medium DMEM ("Dulbecco's Modified Eagle Medium", Fisher Bioblock Scientific) containing 2% of FCS (Serum of Fetal Calf) and then cultivated for a period of 7 days.
  • DMEM Dulbecco's Modified Eagle Medium
  • cartilage chips were prepared from samples taken within the osteoarthritic region on femoral heads when a prosthesis was placed in patients with osteoarthritis.
  • the chondrocytes isolated after digestion were extracted with total or protein RNA and used in real-time RT-PCR and Western-blot experiments, with chondrocytes from osteoarthritis patients being used as controls. .
  • siRIMAs by HNTE FE in ® : si NA (siRNA control, siRNA COL1A1, siRNA HTRAÎ) were incorporated into chondrocytes using INTERFERin® as a transfection agent (Polyplus transfection TM).
  • the siRNAs COL1A1 and HtrA1 were transfected into the chondrocytes at a concentration of 50 nM throughout the experiment, except for the studies shown in Figures 4 and 5 (5 nM) because the siRNAs at this low concentration turn out to be all also effective in blocking the expression of target mRNAs (results not shown).
  • the membrane was first activated by three successive baths: 100% methanol (1 min), water distilled (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C.
  • TBS-T Tris Buffered Saline-Tween
  • the primary antibody (Ac I domain ) directed against the protein of interest (Collagen type II, 1 / 2000th , Novotec, collagen type I, l / 3000th, Novotec, HtrAl, l / 2000th, Millipore, ref. AB15852, Collagen type X, l / 1000th, Sigma, C7974-ZML and GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase) , l / 2000 th , Santa Cruz Biotechnology).
  • the primary antibody (Ac I domain ) directed against the protein of interest (Collagen type II, 1 / 2000th , Novotec, collagen type I, l / 3000th, Novotec, HtrAl, l / 2000th, Millipore, ref. AB15852, Collagen type X, l / 1000th, Sigma, C7974-ZML and GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogen
  • RNA samples were lysed with TRIzol Reagent ®, Invitrogen. 1 ⁇ g of total RNA was treated with 1 ⁇ l of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 ⁇ l of 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA.
  • DNase I deoxyribonuclease I
  • the reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 ⁇ l of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 ⁇ l of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / ⁇ l (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 ⁇ l of oligodT, 2 ⁇ l of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 ⁇ l final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 ⁇ RNAse-out (40 U / ⁇ , Invitrogen).
  • the volume was supplemented to 15 ⁇ with water treated with DEPC (di-ethyl-pyrocarbonate).
  • the reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C.
  • cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time.
  • the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems).
  • Samples were amplified using SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and primers as described in Table 1 above (COLIAI, COL2A1 and RPL13) and Table 2 below.
  • the mRNA levels of the COLIAI, HTRA1, COL2A1, Agrecan, COL9A1, COL111A and COL2B genes were estimated after normalization against the reference gene RPL13.
  • the sponges are rinsed in 0.1M phosphate buffer, pH 7.4, then fixed in 4% paraformaldehyde for 16 h at 4 ° C., and finally rinsed with phosphate buffer. 1M.
  • the sponges are then included in 5% agar (Super LM, Roth, Karlsure, France). Sections of 50 ⁇ m are made with a vibratome (MICROM HM 650V, Francheville, France) and mounted on a blade. They are incubated for 5 minutes in 0.5% triton, rinsed with PBS, incubated for 30 minutes at 37 ° C. with 0.2% hyaluronidase in PBS, rinsed and treated with 10% BSA. in PBS.
  • the markings are made using polyclonal antibodies specific for collagen type I and II (dilution l / 100th, Novotec, Lyon, France). These primary antibodies were revealed with anti secondary antibody rabbit IgG coupled with a fluorochrome Alexa Fluor 546 (l / 2000th, InVitrogen). Primary antibodies are not applied to the control slides. The sections are then mounted between slides and coverslips with a mounting medium containing DAPI (Ultracruz TM Mounting Medium, Santa Cruz Biotechnology Inc.). The observations are made with a confocal microscope (Olympus FV1000, Rungis, France). The same acquisition parameters are used for all images that are representative of several experiments.
  • DAPI Ultracruz TM Mounting Medium
  • chondrocytes transferred into the collagen sponges are cultured in the presence of DMEM 2% of SVF +/- BMP-2 (50 ng / ml) for 4 days at low oxygen tension ( ⁇ 5%).
  • a change of medium is made with the addition of siRNA COL1A1 +/- siRNA HtrAl from j4 to j6 (50nM).
  • the medium is changed.
  • the collagen sponges colonized by chondrocytes were implanted subcutaneously (dorsal part, at the rate of 4 sponges per mouse) in the nude mouse for a period of 28 days. The sponges are then recovered after euthanasia of the mice.
  • the collagen sponges are first immersed in a solution of 4% paraformaldehyde in PBS for at least 18 hours at room temperature, in order to fix the antigens.
  • the samples are then dehydrated by successive baths of 100% ethanol (1 bath of 30 min followed by 5 baths of 1 h) and toluene (1 bath of 30 min, followed by 23 FR2011 / 052198
  • Immunolabeling After dewaxing, an enzymatic pretreatment with hyaluronidase (0.5% in 1X PBS + 3% BSA, 30 minutes at room temperature) makes it possible to unmask the antigenic sites.
  • the polyclonal antibodies (type I collagen, 1/1000 th , Novotec Lyon France, type II collagen, 1/250 th , Novotec, Lyon France) diluted with 3% PBS-BSA are deposited on the sections for 3 hours at room temperature. After rinsing in PBS and 0.2% PBS Tween, the endogenous peroxidases are inhibited by incubation with 1.5% hydrogen peroxide in PBS-3% BSA.
  • the secondary antibody (anti-rabbit, undiluted, Envision DAKO) is applied on each cut.
  • the antigen-antibody complexes are then revealed by enzymatic reaction through the action of the secondary antibody-coupled peroxidase, which, once the diaminobenzidine substrate is applied to the sections, will give a brown precipitate, the slides are then counter-attacked. stained with Mayer's hematoxylin and then mounted in an aqueous medium. For negative controls, the primary antibody has been omitted.
  • Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (5 n between days 0-2) targeting type I collagen. and / or HtrAl. Cells were cultured under hypoxic conditions ( ⁇ 5% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2.
  • FIGS. 4A to 4G The results obtained shown in FIGS. 4A to 4G in which the average mRNA levels of the COLIAI (A), HtrAl (B), COL2A1, Agrecan (ACAN), COL2B, COL9A1 and COL11A1 gene were estimated by RT-PCR. in real time after normalization against the reference gene RPL13 ⁇ k: Arbitrary unit).
  • the ratio of COL2A1 / COL1A1 (C), Agrecan / COLIAI (D), COL9A1 / COL1A1 (E), COL11A1 / COLIAI (F), and COL2B / COLIAI (G) mRNA levels under the different experimental conditions are represented and allow to define the index of differentiation of chondrocyte cultures. The results of a representative experiment are presented.
  • FIG. 4A and B shows that articular chondrocytes obtained from an injured arthritic cartilage region, but not cultured, overexpress COLIAI and HtrA1 mRNAs, with regard to the redifferentiated chondrocytes according to the method of the invention.
  • siRNA COLIAI and / or siRNA HTRA1 and / or recombinant BMP-2 Effect of siRNA COLIAI and / or siRNA HTRA1 and / or recombinant BMP-2 on the ratio of messenger levels of different markers of chondrocyte differentiation.
  • Human articular chondrocytes were cultured in type I coliagene sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (5 nM, between days 0 to 2) targeting type I collagen and / or HtrAl.
  • the cells were cultured under hypoxic conditions (3% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2.
  • Total protein extracts prepared from the sponges colonized by the cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for Western blot analysis with anti-collagen II, I, X, HtrAl and anti-collagen antibodies. GAPDH. The figure corresponds to a representative "Western-Blot".
  • FIG. 6 The results corresponding to a representative Western-blot are presented in FIG. 6. They demonstrate the functionality of siRNAs, since transfection a COL1A1 siRNA in articular chondrocytes virtually eliminates the expression of type I collagen. It is the same for the HrAl siRNA which blocks the protein expression of HtrAl. The combination of the two siRNAs is just as effective in preventing the corresponding protein expression. The effect of the two siRNAs appears to be specific, since they do not affect the protein expression of GAPDH and type II collagen at all.
  • BMP-2 in the absence of siRNA, increases the expression of type II collagen and also collagen type I.
  • Combinatorial BMP-2 + siRNA alone or BMP-2 + both siRNAs increases collagen production II without induction of type I collagen, thus confirming the synergistic effect of the two siRNAs + BMP-2 on the differentiation index evaluated in FIG. 4C.
  • Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge for 16 h in DMEM + 2% FCS (J0), and then treated or not with 50 ng / ml BMP-2 and transfected with siRNA (50 nM, between days 4 to 6) targeting type I and / or HtrAl collagen. Cells were grown under hypoxic conditions ( ⁇ 5% 0 2 ). An immuno-cytological analysis in confocal microscopy with anti-collagen II and I antibodies was performed. Day 0: D0; day 7: J7.
  • Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (50 nM, between days 4-6) targeting type I collagen and / or HtrAl. Cells were cultured under hypoxic conditions ( ⁇ 5% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2. At day 7, the sponges colonized by the cells and having undergone the various treatments are implanted subcutaneously in the dorsal position in the nude mouse (4 sponges per mouse). After 28 days, the mice are euthanized, the sponges collected and analyzed by immunohistochemistry with anti-collagen II and I antibodies.
  • Mesenchymal stem cells derived from bone marrow induction of chondrocyte lineage and phenotype study.
  • the bone marrow sample is centrifuged at a speed of 200 g, then the cell pellet is directly inoculated into a culture dish of 25 cm 2 .
  • the amplification medium [ ⁇ -MEM ("Modification of Eagle's Medium", Fisher Bioblock Scientific), containing 10% FCS, 2 mM L-Glutamine and FGF-2 ("Fibroblast Growth Factor-2", Sigma chemical Co) 1 ng / ml] is changed every 2 to 3 days.
  • trypsin-EDTA 0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock).
  • the CSMs are amplified in monolayer culture up to a minimum of five passages (P5) in the presence of ⁇ -MEM medium + 10% FCS.
  • the CSM are seeded in type I collagen sponge at a rate of 500,000 cells per sponge.
  • the latter are cultured in an ICM medium ("Incomplete Chondrogenic Medium”) [medium for inducing chondrogenic differentiation containing DMEM, dexamethasone 500 nM, ascorbic acid-2-phosphate 50 g / ml, proline 40 ⁇ g / ml, 1 mM sodium pyruvate] and under hypoxic conditions ( ⁇ 5% oxygen).
  • ICM medium incomplete Chondrogenic Medium
  • siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen are added by transfection during the MSC differentiation step (100 nM each) on day 0 and at day 7. the biomaterial with cells is then recovered at day 14 of differentiation. The total proteins or RNA are then extracted and studied by "Western-blot" and RT-QPCR respectively, according to the methods described for chondrocytes.
  • the stem cells obtained by monolayer culture are characterized by immunophenotyping (CD44, CD73, CD90, CD105) and their multipotency is validated by differentiation, in parallel, of the stem cells into adipocytes, osteoblasts and chondrocytes (results not shown).
  • chondrocyte lineage are associated for the cultivation of chondrogenic factors (TGF- ⁇ and BMP-2), a biomaterial (collagen type I sponge), an oxygen tension and interfering RNAs targeting collagen type I and / or HtrAl.
  • siRNAs COL1A1 and control are described above in Example 1.
  • SiRNA HTRA1 is described above in Example 2.
  • rhBMP-2 Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 '
  • the cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary cells") cells. After proteolytic cleavage of the signal peptide and the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimeric or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids.
  • BMP-2 was added to the culture medium at a final concentration of 50 ng / ml.
  • TGF- ⁇ Transformina arowth factor-B
  • the cDNA encoding TGF- ⁇ is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary") cells. TGF- ⁇ was added to the culture medium at a final concentration of 10 ng / ml.
  • Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): they are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture.
  • the collagen fiber networks I form pores with an average diameter of 150 ⁇ m.
  • This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
  • the MSCs were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) and then centrifuged. After centrifugation, they are seeded at 500,000 cells per collagen sponge and allowed to dry for one hour at 37 ° C to allow adhesion to the collagen sponge. Finally, the stem cells were placed in hypoxia ( ⁇ 5%), in the presence or absence of 50 ng / ml of rhBMP-2 and 10 ng / ml of TGF- ⁇ in ICM medium and then cultured for a period 14 days. At the same time, cartilage chips were prepared from human articular chondrocytes (CAH) that were collected from areas of healthy cartilage (a non-bearing area of cartilage at a healthy joint).
  • CAH human articular chondrocytes
  • the chondrocytes isolated after digestion were extracted with total or protein RNA and used in real-time RT-PCR and Western-blot experiments, with chondrocytes derived from healthy cartilage being used as controls. .
  • siRNA control siRNA, siRNA COL1A1, siRNA HTRAJ were incorporated into stem cells using lINTERFERin ® as transfection agent. (Polyplus transfection TM).
  • the membrane was first activated by three successive baths: 100% methanol (1 min), water distilled (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C.
  • TBS-T Tris Buffered Saline-Tween
  • RNA was treated with 1 ⁇ l of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 ⁇ ! 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA.
  • DNase I deoxyribonuclease I
  • the reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 ⁇ l of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 ⁇ l of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / ⁇ l (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 ⁇ l of oligodT, 2 ⁇ l of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 ⁇ l final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 ⁇ l of RNAse-out (40 U / ⁇ l, Invitrogen) .
  • the volume was supplemented to 15 ⁇ l with water treated with DEPC (ethyl-pycarbonate).
  • the reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C.
  • cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time.
  • the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems).
  • the samples were amplified using a SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and using the primers as described in Tables 1 (COLIAI, COL2A1 and RPL13) and 2 (COL9A1, COL11A1, Agrecan, HTRA1 and COL2B) above and in Table 3 below.
  • the mRNA levels of the COLIAI, COL2A1, C0L3A1, COL9A1, COL11A1, COL10A1, HTRA1, Agrecan, Sox9, HIF- ⁇ , HIF-2a, COL2A, COL2B, Integrin- ⁇ , Osteocalcin and Cbfa-1 genes were estimated. after normalization against the reference gene RPL13. Table 3
  • Bone marrow derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNA COL1A1 and / or HtrA1 (100 nM, between days 0 and 3 days and then 100 nM between 7 and 10 days). Cells were cultured under hypoxic conditions ( ⁇ 5% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF- ⁇ (10 ng / ml) for 14 days.
  • Bone marrow-derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen (100 nM, between 0 days). and 3 days then 100 nM between 7 and 10 days). Cells were cultured under hypoxic conditions ( ⁇ 5% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF- ⁇ (10 ng / ml) for 14 days. Total protein extracts isolated from the sponges colonized by the cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for Western blot analysis with anti-collagen I, II, III, X, anti-collagen antibodies.
  • HtrAl and anti-GAPDH The results are grouped in Figure 10 which corresponds to a representative "Western-Blot". Phenotypic profile of differentiated cells after induction of chondrocyte lineage in hypoxia under the effect of siRNAs COL1A1 and HtrAl.
  • Bone marrow derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen (5, 25, 50). 4
  • the cells were cultured under hypoxic conditions (3% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF- ⁇ (10 ng / ml for 14 days)
  • BMP-2 50 ng / ml
  • TGF- ⁇ 10 ng / ml for 14 days
  • the average levels of mRNA of 16 genes COL1A1, COL2A1, COL2A1-2A, COL2A1-2B, HtrAl, Agrecan, COL10A1, COL3A1, COL9A1, COL11A1, SOX9, HIF-lalpha, HIF-2alp, Integrin- ⁇ , Cbfal and osteocalcin were estimated by RT-PCR in real time after normalization against the reference gene RPL13 (AU: Arbitrary Unit) and allow to establish the phenotypic profile of the cells shown in Figure 11.
  • the phenotypic profile is also established for chondrocytes isolated from cartilage healthy.
  • siRNA COL1A1 and HtrAl thus allows a strong expression of messengers type II collagen , aggrecan while reducing the rates of messengers of type I collagen, whose value is lower than that found in healthy cartilage.
  • This phenotypic chondrocyte profile is established on the basis of 3 major gene families: i: the characteristic genes of articular chondrocytes; ii: the characteristic genes of hypertrophic chondrocytes; iii: the characteristic genes of osteoarthritic chondrocytes.
  • Chondrocytes Chondrocytes Hypertrophic and even osteoarthritic articular chondrocytes
  • COL2A1, COL2A1-2A * COL10A1, Osteoca / cine, COLIAI, COL3A1, HtrA1 COL2A1-2B **, COL9A1, Cbfal, HIF-2a
  • chondrocytes The phenotypic profile obtained from chondrocytes from healthy cartilage ( Figure 11) is characterized by / '- a strong expression of the messenger of the major constituents of the cartilage matrix: aggrecan, COL2A1, COL11A1, COL9A1 and signaling activators the synthesis of specific matrix constituents: integrin- ⁇ , HIF- ⁇ , SOX9.
  • the major constituents of hyaline cartilage, aggrecan and collagen type II are distributed on a crown / scale ranging from 100 to 100,000 whereas the constituents of fibrocartilaginous arthritic cartilage COL1A1 and COL3A1 are on the crown / scale 1 at 10 as well as markers of hypertrophic chondrocytes with the exception of X-type collagen which is between 10 and 100.
  • the profile is superimposable with a distribution of the different constituents very close to that observed with healthy cartilage.
  • the method according to the invention therefore makes it possible to induce the increase of cartilage-specific markers and the decrease of non-specific markers, which leads to a sharp increase in the differentiation index of chondrocytes cultured in vitro.

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Abstract

The present invention relates to a method for obtaining differentiated articular chondrocytes in vitro or ex vivo, and to the use of said chondrocytes for treating the loss of chondral substance possibly linked to a traumatic impact, osteoarticular diseases and, in particular, diseases that are characterised by a destruction or degeneration of cartilage, such as arthrosis.

Description

PROCEDE D'OBTENTION IN VITRO OU EX VIVO DE CHONDROCYTES ARTICULAIRES DIFFERENCIES ET LEURS UTILISATIONS  PROCESS FOR IN VITRO OR EX VIVO PRODUCTION OF DIFFERENTIATED JOINT CHONDROCYTES AND USES THEREOF
La présente invention concerne le domaine de l'ingénierie cellulaire et tissulaire du cartilage, et en particulier la culture de chondrocytes ou de chondrocytes obtenus à partir de cellules souches mésenchymateuses in vitro ou ex vivo, notamment en vue d'une thérapie cellulaire.  The present invention relates to the field of cell and tissue engineering of cartilage, and in particular the culture of chondrocytes or chondrocytes obtained from mesenchymal stem cells in vitro or ex vivo, in particular for the purpose of cell therapy.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé d'obtention in vitro ou ex vivo de chondrocytes articulaires différenciés et l'utilisation de ces chondrocytes pour le traitement des pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique et des maladies ostéo-articulaires, en particulier les maladies qui sont caractérisées par une destruction ou une dégénérescence du cartilage, comme l'arthrose.  More specifically, the invention relates to a method for obtaining in vitro or ex vivo differentiated articular chondrocytes and the use of these chondrocytes for the treatment of chondral fat loss related or not to traumatic shock and osteoarticular diseases, especially diseases that are characterized by destruction or degeneration of cartilage, such as osteoarthritis.
L'incidence importante des pathologies caractérisées par une destruction ou une dégénérescence du cartilage est au moins en partie due au fait que ce tissu a un potentiel de réparation spontané très limité. Actuellement, les traitements médicamenteux des dégénérescences du cartilage ne sont que palliatifs et n'empêchent pas l'évolution de la destruction. Dans les stades ultimes, la mise en place de prothèse est incontournable.  The significant incidence of pathologies characterized by cartilage destruction or degeneration is at least in part due to the fact that this tissue has a very limited spontaneous repair potential. Currently, medicinal treatments for cartilage degeneration are only palliative and do not prevent the evolution of the destruction. In the ultimate stages, prosthesis placement is unavoidable.
La transplantation de chondrocytes autologues (TCA), initiée par Brittberg en 1994 pour le traitement de lésions du cartilage articulaire du genou, consiste à isoler par extraction enzymatique les chondrocytes à partir d'un prélèvement de petite taille et de faible morbidité. Cette approche thérapeutique, mondialement utilisée, implique une amplification cellulaire en culture sur plastique. Cette technique est actuellement indiquée pour le traitement de lésions limitées de cartilage. Pour combler des lésions plus importantes et en vue d'appliquer la technique aux lésions arthrosiques débutantes, la technologie s'oriente vers la combinaison de chondrocytes autologues avec des biomatériaux pour la transplantation, comme des gels de collagène. Cependant, l'amplification des chondrocytes en culture monocouche en vue d'une greffe directe ou après combinaison avec un biomatériau s'accompagne d'une dédifférenciation cellulaire, ce qui se traduit, in vivo, par la formation d'un fibrocartilage non-fonctionnel. L'implantation de chondrocytes autologues est donc une technique qui reste perfectible au niveau du contrôle de l'expression du phénotype des chondrocytes, soit lors de leur amplification en culture, soit au sein d'un biomatériau. Elle ne permet pas de reproduire un cartilage hyalin fonctionnel, riche en collagène de type II. Le tissu synthétisé est un fibrocartilage, riche en collagène de type I, ne possédant pas les mêmes propriétés biomécaniques que peut conférer un cartilage sain riche en collagène de type II, ce qui oblige à renouveler l'intervention à terme car ce fibrocartilage de substitution sera dégradé à son tour. The autologous chondrocyte transplantation (TCA), initiated by Brittberg in 1994 for the treatment of articular cartilage lesions of the knee, consists of isolating by enzymatic extraction chondrocytes from a small sample of low morbidity. This therapeutic approach, used worldwide, involves cell amplification in culture on plastic. This technique is currently indicated for the treatment of limited cartilage lesions. To bridge larger lesions and to apply the technique to early osteoarthritic lesions, the technology is moving towards the combination of autologous chondrocytes with biomaterials for transplantation, such as collagen gels. However, the amplification of chondrocytes in monolayer culture for direct grafting or after combination with a biomaterial is accompanied by cell dedifferentiation, which is reflected, in vivo, by the formation of a non-functional fibrocartilage . Implantation of autologous chondrocytes is therefore a technique that remains perfectible in controlling the expression of the phenotype of chondrocytes, either during their amplification in culture, or within a biomaterial. She does not does not reproduce a functional hyaline cartilage, rich in collagen type II. The synthesized tissue is a fibrocartilage, rich in collagen type I, not having the same biomechanical properties that can confer a healthy cartilage rich in collagen type II, which requires renewal of the term intervention because this fibrocartilage substitution will be degraded in turn.
Ainsi, les besoins thérapeutiques pour le traitement de ces affections ne sont pas satisfaits, notamment parce qu'il n'existe à l'heure actuelle aucun traitement permettant de restaurer le phénotype chondrocytaire. C'est dans ce contexte que la présente invention se propose de fournir un procédé d'obtention de chondrocytes articulaires différenciés in vitro ou ex-vivo capables de synthétiser du cartilage de type hyalin fonctionnel et ainsi conférer les propriétés biomécaniques améliorées de ce type de cartilage par rapport au fibrocartilage.  Thus, the therapeutic needs for the treatment of these conditions are not met, particularly because there is currently no treatment to restore the chondrocyte phenotype. It is in this context that the present invention proposes to provide a method for obtaining in vitro or ex-vivo differentiated articular chondrocytes capable of synthesizing functional hyaline cartilage and thus imparting the improved biomechanical properties of this type of cartilage. compared to fibrocartilage.
La présente invention a donc pour objet un procédé d'obtention in vitro ou ex vivo de chondrocytes articulaires différenciés caractérisé en ce qu'il comprend, voire consiste en, les étapes suivantes :  The present invention therefore relates to a process for obtaining in vitro or ex vivo differentiated articular chondrocytes characterized in that it comprises, or even consists of, the following steps:
- mettre en culture des chondrocytes articulaires dédifférenciés ou différenciés ou des cellules souches mésenchymateuses,  - to culture dedifferentiated or differentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells,
- cultiver ces cellules dans des conditions de faible tension en oxygène, en présence de BMP-2 (« Bone Mofphogenetic Protein-2 ») et dlnhibiteur(s) spécifique(s) du collagène de type I.  cultivating these cells under conditions of low oxygen tension, in the presence of BMP-2 ("Bone Mofphogenetic Protein-2") and specific inhibitor (s) of type I collagen.
Dans le cadre de l'invention, les inventeurs ont démontré que les conditions de culture mises en œuvre dans le procédé tel que décrit ci-dessus permettent de promouvoir un phénotype chondrocytaire stable et le plus différencié possible, et notamment caractérisé par un index de différenciation accru. En particulier, la combinaison des conditions de culture en faible tension d'oxygène, en présence de BMP-2 et d'inhibiteur du collagène de type I favorise l'augmentation des marqueurs spécifiques du cartilage (collagène de type II et agrécanne notamment) tout en diminuant les marqueurs non spécifiques du cartilage.  In the context of the invention, the inventors have demonstrated that the culture conditions used in the process as described above make it possible to promote a stable and most differentiated chondrocyte phenotype, and in particular characterized by a differentiation index. increased. In particular, the combination of low oxygen tension culture conditions in the presence of BMP-2 and type I collagen inhibitor promotes the increase of cartilage specific markers (type II collagen and aggrecan in particular). by decreasing non-specific markers of cartilage.
Les conditions de mise en œuvre du procédé selon l'invention permettent de limiter le phénomène de dédifférenciation cellulaire inhérent à la culture cellulaire monocouche des chondrocytes in vitro ou ex vivo, et de maintenir et/ou d'induire un phénotype chondrocytaire stable. Le procédé selon l'invention permet donc d'obtenir in vitro des chondrocytes matures différenciés qui présentent les caractéristiques de cellules issues d'un cartilage de type hyalin sain et fonctionnel. Dans le cadre de ce procédé, on peut utiliser des chondrocytes articulaires (c'est-à-dire provenant de cartilage de différentes localisations anatomiques) différenciés ou dédifférenciés ou des cellules souches mésenchymateuses qui sont par définition indifférenciées. De préférence, les cellules qui sont utilisées dans le procédé selon l'invention sont des chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés, en particulier des chondrocytes articulaires adultes, notamment humains ou équins. Les chondrocytes articulaires ou les cellules souches mésenchymateuses peuvent être obtenus par toute méthode connue de l'homme du métier permettant de récupérer ces cellules à partir de tout échantillon biologique susceptible de les contenir. The conditions for carrying out the process according to the invention make it possible to limit the phenomenon of cell dedifferentiation inherent in the monolayer cell culture of chondrocytes in vitro or ex vivo, and to maintain and / or induce a stable chondrocyte phenotype. The method according to the invention thus makes it possible to obtain, in vitro, differentiated mature chondrocytes which exhibit the characteristics of cells derived from healthy and functional hyaline-type cartilage. As part of this method, it is possible to use articulated (i.e. cartilage derived from different anatomical locations) articular chondrocytes or differentiated or dedifferentiated mesenchymal stem cells which are by definition undifferentiated. Preferably, the cells which are used in the process according to the invention are differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes, in particular adult articular chondrocytes, in particular human or equine chondrocytes. Joint chondrocytes or mesenchymal stem cells may be obtained by any method known to those skilled in the art to recover these cells from any biological sample that may contain them.
Les cellules souches mésenchymateuses utilisées peuvent provenir de sources variées, comme par exemple de moelle osseuse, de tissu adipeux, de sang de cordon ombilical, d'origine musculaire, de lignée germinale, embryonnaires, cellules souches pluripotentes induites (iPS), etc. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, les cellules utilisées sont choisies parmi les cellules souches de moelle osseuse et les progéniteurs non-hématopoïétiques du sang de cordon.  The mesenchymal stem cells used may come from a variety of sources, such as bone marrow, adipose tissue, umbilical cord blood, muscle origin, germ line, embryonic, induced pluripotent stem (iPS) cells, and the like. According to a particularly advantageous embodiment, the cells used are chosen from bone marrow stem cells and non-hematopoietic progenitors of the cord blood.
Les cellules qui sont mises en culture, c'est-à-dire les chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses, peuvent être d'origine animale, et de préférence humaine ou équine.  Cells that are cultured, i.e., differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells, may be of animal origin, and preferably human or equine.
Dans le cas particulier de l'utilisation de cellules souches embryonnaires humaines, on utilisera des cellules souches non issues de la destruction d'embryons humains, comme par exemple des cellules souches pluripotentes induites (iPS).  In the particular case of the use of human embryonic stem cells, stem cells that are not derived from the destruction of human embryos, such as induced pluripotent stem cells (iPS), will be used.
De préférence, les cellules souches mésenchymateuses utilisées sont non- humaines lorsque ce sont des cellules souches mésenchymateuses embryonnaires ou de lignée germinale.  Preferably, the mesenchymal stem cells used are non-human when they are embryonic or germ line mesenchymal stem cells.
Les chondrocytes articulaires différenciés utilisés dans le cadre du procédé de l'invention sont de préférence issus de sujets sains, mais il est également possible d'utiliser des chondrocytes dédifférenciés, et notamment issus de malades, en particulier de malades souffrant de maladie ostéo-articulaire, en particulier caractérisée par une destruction ou une dégénérescence du cartilage. Selon un mode de réalisation particulier, les chondrocytes articulaires dédifférenciés utilisés sont issus du patient destiné à recevoir les chondrocytes qui seront obtenus par la mise en œuvre du procédé de l'invention (greffe autologue). Il est également possible de pratiquer une greffe autologue en utilisation des cellules souches mésenchymateuses pour obtenir des chondrocytes selon l'invention qui seront implantés chez un patient malade, et en particulier souffrant de pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique ou atteint de maladie ostéo-articulaire, en particulier caractérisée par une destruction ou une dégénérescence du cartilage, comme l'arthrose. The differentiated articular chondrocytes used in the context of the process of the invention are preferably derived from healthy subjects, but it is also possible to use dedifferentiated chondrocytes, and especially from patients, in particular patients suffering from osteoarticular disease. , in particular characterized by destruction or degeneration of the cartilage. According to a particular embodiment, the dedifferentiated articular chondrocytes used are derived from the patient intended to receive the chondrocytes that will be obtained by the implementation of the method of the invention (autologous transplant). he is also It is possible to perform an autologous transplant using mesenchymal stem cells to obtain chondrocytes according to the invention which will be implanted in a sick patient, and in particular suffering from chondral substance losses related or not to traumatic shock or suffering from osteoarthritis. articular, particularly characterized by destruction or degeneration of cartilage, such as osteoarthritis.
Dans le cadre du procédé selon l'invention, il est également possible d'utiliser des co-cultures de chondrocytes articulaires différenciés et/ou dédifférenciés et/ou de cellules souches mésenchymateuses.  In the context of the method according to the invention, it is also possible to use co-cultures of differentiated and / or dedifferentiated articular chondrocytes and / or mesenchymal stem cells.
Selon la présente invention, les chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses sont cultivés dans des conditions de faible tension en oxygène, c'est-à-dire en condition d'hypoxie. De préférence, on utilise des conditions de culture inférieures ou égales à 10% d'02, de préférence comprise dans une gamme allant de 1 à 10 %, et en particulier de 1 à 5 % d'02. According to the present invention, differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells are cultured under conditions of low oxygen tension, i.e. under hypoxic conditions. Preferably, culture conditions of less than or equal to 10% of O 2 , preferably ranging from 1 to 10%, and in particular from 1 to 5% of O 2, are used .
Les cellules utilisées dans le procédé de l'invention sont cultivées dans un milieu de culture classique, par exemple DMEM, adapté au type cellulaire choisi, à savoir chondrocytes différenciés ou dédifférenciés ou cellules souches mésenchymateuses.  The cells used in the method of the invention are cultured in a conventional culture medium, for example DMEM, adapted to the selected cell type, namely differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells.
Les chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses utilisées dans le procédé de l'invention peuvent être cultivés sous forme de culture monocouche ou bien de préférence au sein d'un biomatériau. Par « biomatériau », on entend toute structure tridimensionnelle colonisable par des cellules, en particulier par des chondrocytes, et de préférence susceptible de pouvoir être implantée in vivo. Ainsi, le biomatériau utilisé dans le cadre de l'invention est biologiquement inactif et de préférence biodégradable. Parmi les exemples de biomatériau qui peuvent être utilisés, on peut notamment mentionner des gels de collagènes, des éponges de collagène de type I ou de type II, des gels d'alginate, des gels d'acide hyaluronique, ou de type PLGA (poly(lactic- co-glycolic acid)), ou encore d'autres matrices naturelles ou synthétiques, ou des combinaisons de ces différentes matrices. De préférence, les chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses sont cultivés au sein d'épongés de collagène de type I.  The differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or the mesenchymal stem cells used in the method of the invention may be cultured in the form of a monolayer culture or preferably within a biomaterial. By "biomaterial" is meant any three-dimensional structure colonizable by cells, in particular by chondrocytes, and preferably capable of being implanted in vivo. Thus, the biomaterial used in the context of the invention is biologically inactive and preferably biodegradable. Examples of biomaterials that can be used include collagen gels, type I or type II collagen sponges, alginate gels, hyaluronic acid gels, or PLGA (poly) gels. (lactic-co-glycolic acid)), or other natural or synthetic matrices, or combinations of these different matrices. Preferably, the differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or the mesenchymal stem cells are cultured within type I collagen sponges.
Selon la présente invention, la culture des chondrocytes articulaires différenciés ou dédifférenciés ou des cellules souches mésenchymateuses est réalisée en présence de BMP-2. Pour ce faire, il est possible d'ajouter directement la molécule BMP-2 dans le milieu de culture. Il est également possible d'utiliser des moyens permettant de maintenir sa présence dans le milieu de culture, par exemple en stimulant sa production et/ou en empêchant sa dégradation et/ou son inactivation ou celles de son récepteur. Par conséquent, on peut ajouter directement dans le milieu de culture une BMP-2 recombinante (Inductos, Dibotermine-alpha, ou autre, pour sa forme médicamenteuse, ou sous sa forme recombinante), et de préférence de la même espèce que les cellules utilisées, c'est- à-dire une BMP-2 humaine dans des cellules humaines, une BMP-2 équine dans des cellules équines, etc. Selon l'invention, on utilisera de préférence la BMP-2 humaine de référence NP_ 001191.1 (GL4557369, 11 septembre 2011)(SEQ ID NO : 1) ou la BMP-2 équine de référence XP_001493945.1 (GI: 149733087, 27 juin 2011)(SEQ ID NO : 2). According to the present invention, the culture of differentiated or dedifferentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells is performed in the presence of BMP-2. To do this, it is possible to directly add the molecule BMP-2 in the culture medium. It is also possible to use means making it possible to maintain its presence in the culture medium, for example by stimulating its production and / or preventing its degradation and / or inactivation or that of its receptor. Therefore, recombinant BMP-2 (Inductos, Dibotermin-alpha, or other, for its drug form, or in its recombinant form), and preferably of the same species as the cells used, can be added directly to the culture medium. that is, human BMP-2 in human cells, equine BMP-2 in equine cells, etc. According to the invention, the reference human BMP-2 NP_001191.1 (GL4557369, September 11, 2011) (SEQ ID NO: 1) or the reference equine BMP-2 XP_001493945.1 will be used (GI: 149733087, June 27 2011) (SEQ ID NO: 2).
Selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement préféré, on utilise tout moyen permettant de maintenir la présence de BMP-2 dans le milieu de culture, directement ou indirectement, et notamment en stimulant sa production et/ou en empêchant la dégradation de son récepteur et/ou son inactivation. Par exemple, la présence de BMP-2 peut être obtenue par tout moyen permettant d'empêcher la présence ou d'inactiver l'action de toute molécule capable de dégrader ou d'inactiver la BMP-2, telle que des protéases et en particulier la protéase HTRA1 (Hig Température Requirement Protein ï) décrite par Zumbrunn J. et Trueb B., 1996, FEBLS Letter 398 : 187-192, ou les membres de la famille HTRA1. En particulier, l'action de la BMP-2 peut être maintenue en utilisant un siRNA HTRA1 afin d'empêcher la dégradation du récepteur à la BMP-2.  According to a particularly preferred embodiment of the invention, any means is used to maintain the presence of BMP-2 in the culture medium, directly or indirectly, and in particular by stimulating its production and / or preventing the degradation of its receptor and / or its inactivation. For example, the presence of BMP-2 can be obtained by any means to prevent the presence or inactivation of the action of any molecule capable of degrading or inactivating BMP-2, such as proteases and in particular HTRA1 protease (Hig Temperature Requirement Protein) described by Zumbrunn J. and Trueb B., 1996, FEBLS Letter 398: 187-192, or members of the HTRA1 family. In particular, the action of BMP-2 can be maintained using an HTRA1 siRNA to prevent degradation of the BMP-2 receptor.
De manière particulièrement avantageuse, la présence de BMP-2 est assurée à la fois par ajout de la molécule BMP-2 directement dans le milieu de culture et en empêchant sa dégradation et/ou son inactivation ou celle(s) de son récepteur. Dans le cadre de ce mode de réalisation particulier, la présence de BMP-2 est assurée à la fois par ajout de la molécule BMP-2 directement dans le milieu de culture et en empêchant la protéase HTRA1 d'inactiver l'action de la BMP-2, de préférence par l'utilisation d'un siRNA HTRA1.  Particularly advantageously, the presence of BMP-2 is ensured both by adding the BMP-2 molecule directly into the culture medium and by preventing its degradation and / or inactivation or that (s) of its receptor. In the context of this particular embodiment, the presence of BMP-2 is ensured both by adding the BMP-2 molecule directly into the culture medium and by preventing the HTRA1 protease from inactivating the action of the BMP. -2, preferably by the use of a siRNA HTRA1.
Lorsque la présence de BMP-2 est obtenue par ajout direct de cette protéine dans le milieu de culture, celle-ci est ajoutée en une concentration finale comprise dans une gamme allant de 10 à 200 ng/ml, et de préférence de l'ordre de 50 ng/ml. La portée de ta présente invention n'est pas limitée à la BMP-2 en particulier. L'effet de la présence de BMP-2 lors de la culture des chondrocytes ou des cellules souches mésenchymateuses selon l'invention peut également être obtenu par la présence de toute autre molécule, ou cytokine en particulier, susceptible d'avoir les mêmes effets ou des effets similaires à ceux induits par BMP- 2 sur la différenciation chondrocytaire. En particulier, la présence de BMP-2 dans le cadre de l'invention peut être obtenue par tout autre membre de la famille BMP capables d'induire les mêmes effets ou des effets similaires à ceux induits par BMP- 2 sur la différenciation chondrocytaire. When the presence of BMP-2 is obtained by direct addition of this protein in the culture medium, it is added in a final concentration ranging from 10 to 200 ng / ml, and preferably of the order 50 ng / ml. The scope of the present invention is not limited to BMP-2 in particular. The effect of the presence of BMP-2 during the culture of chondrocytes or mesenchymal stem cells according to the invention can also be obtained by the presence of any other molecule, or cytokine in particular, likely to have the same effects or effects similar to those induced by BMP-2 on chondrocyte differentiation. In particular, the presence of BMP-2 in the context of the invention can be obtained by any other member of the BMP family capable of inducing the same effects or effects similar to those induced by BMP-2 on chondrocyte differentiation.
D'autres cytokines peuvent éventuellement être ajoutées au milieu de culture, seules ou en mélange. Par exemple, le milieu de culture peut également contenir du TGF-βΙ par exemple à une concentration finale comprise dans une gamme allant de 1 à 50 ng/ml, et de préférence de l'ordre de 10 ng/ml, du TGF- 3 par exemple à une concentration finale comprise dans une gamme allant de 1 à 50 ng/ml, et de préférence de l'ordre de 10 ng/ml, de I1GF-1 par exemple à une concentration finale comprise dans une gamme allant de 1 à 50 ng/ml, et de préférence de l'ordre de 10 ng/ml, de l'estradiol par exemple à une concentration finale comprise dans une gamme allant de 0,5 à 5 nM, et de préférence de l'ordre de 1 nM.  Other cytokines may optionally be added to the culture medium, alone or as a mixture. For example, the culture medium may also contain TGF-βΙ for example at a final concentration ranging from 1 to 50 ng / ml, and preferably of the order of 10 ng / ml, of TGF-3. for example at a final concentration ranging from 1 to 50 ng / ml, and preferably of the order of 10 ng / ml, of 1 GF-1 for example to a final concentration in a range from 1 to 50 ng / ml, and preferably of the order of 10 ng / ml, estradiol for example at a final concentration in a range from 0.5 to 5 nM, and preferably of the order of 1 nM.
Différentes combinaisons de ces cytokines peuvent ainsi être utilisées lorsque le procédé de l'invention est mis en œuvre à partir de chondrocytes différenciés et/ou dédifférenciés et/ou de cellules souches mésenchymateuses. Par exemple, la présence de TGF-βΙ est préférée lorsque le procédé selon l'invention est mis en œuvre à partir de cellules souches mésenchymateuses, et en particulier de cellules souches mésenchymateuses issues de moelle osseuse.  Different combinations of these cytokines can thus be used when the method of the invention is implemented from differentiated and / or dedifferentiated chondrocytes and / or mesenchymal stem cells. For example, the presence of TGF-βΙ is preferred when the method according to the invention is implemented from mesenchymal stem cells, and in particular mesenchymal stem cells derived from bone marrow.
Selon la présente invention, la culture des chondrocytes différenciés ou dédifférenciés ou des cellules souches mésenchymateuses est également réalisée en présence d'inhibiteur(s) spécifique(s) du collagène de type I.  According to the present invention, the culture of differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells is also carried out in the presence of specific inhibitor (s) of type I collagen.
Par « inhibiteur(s) spécifique(s) du collagène de type I », on entend toute(s) molécule(s) capable(s) d'empêcher la présence ou d'inhiber l'activité, directement ou indirectement, du collagène de type I de manière spécifique. En particulier, une telle molécule n'inhibera pas de manière significative la présence et/ou l'activité d'autres facteurs et notamment des facteurs indispensables à la différenciation chondrocytaire, tels que le collagène de type II notamment. Cette inhibition spécifique du collagène de type I peut être réalisée à tous les niveaux : gène, messager, protéine etc. S'agissant d'inhibiteurs du collagène de type I au niveau du messager, on peut utiliser des agents d'interférence par i'ARN tels que des siRNA, et ceci constitue un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention. Il est également possible d'utiliser des inhibiteurs qui ciblent des facteurs de transcription qui modulent l'expression des gènes codant le collagène de type I, et éventuellement qui modulent à la fois l'expression des gènes codant le collagène de type I et II. En particulier, des inhibiteurs modulant de manière différentielle l'expression de ces gènes peuvent être utilisés, comme par exemple les facteurs c- Krox « collagen-Krox » et Sp3 « Spécifie protein-3 » qui sont des activateurs de l'expression du gène codant le collagène de type I et des inhibiteurs de l'expression du gène codant le collagène de type II. Il est également possible de cibler la sous- unité p65 du facteur NF-kappaB « Nuclear Factor-kappaB » qui inhibe la transcription du gène du collagène de type IL "Type I specific collagen inhibitor (s)" means any molecule (s) capable of preventing the presence or inhibition of the activity, directly or indirectly, of collagen. of type I specifically. In particular, such a molecule will not significantly inhibit the presence and / or activity of other factors including factors essential for chondrocyte differentiation, such as type II collagen in particular. This specific inhibition of type I collagen can be achieved at all levels: gene, messenger, protein etc. In the case of inhibitors of type I collagen at the messenger level, RNA interference agents such as siRNAs may be used, and this is a particularly advantageous embodiment of the invention. It is also possible to use inhibitors that target transcription factors that modulate the expression of genes encoding type I collagen, and possibly modulate both expression of genes encoding type I and type II collagen. In particular, inhibitors that differentially modulate the expression of these genes may be used, for example the c-Krox "collagen-Krox" and Sp3 "Specify protein-3" factors which are activators of gene expression. encoding type I collagen and inhibitors of gene expression encoding type II collagen. It is also possible to target the p65 subunit of NF-kappaB factor "Nuclear Factor-kappaB" which inhibits the transcription of the IL-type collagen gene.
La présence de BMP-2 et l'inhibition du collagène de type I peuvent être obtenues à l'aide de toute technique connue de l'homme du métier. En particulier, toute méthode permettant l'introduction active ou passive de molécule(s) capable(s) de produire ces effets. Pour une action au niveau intracellulaire, toute méthode d'introduction des molécules nécessaires à l'obtention de ces effets peut être utilisée. De préférence, on utilise une méthode d'introduction active de ces molécules, notamment par transfection dans les cellules. Pour cela, on peut utiliser tout agent transfectant, et notamment des liposomes, des polyéthylèneimines, des cations polymériques, etc. Il est également possible d'utiliser une méthode d'introduction passive de ces molécules, notamment par diffusion ou par endocytose naturelle des molécules permettant de conduire les effets désirés cités ci-dessus.  The presence of BMP-2 and the inhibition of type I collagen can be obtained using any technique known to those skilled in the art. In particular, any method allowing the active or passive introduction of molecule (s) capable (s) to produce these effects. For intracellular action, any method of introducing the molecules necessary to achieve these effects can be used. Preferably, a method of active introduction of these molecules is used, in particular by transfection into the cells. For this purpose, any transfecting agent may be used, and in particular liposomes, polyethyleneimines, polymeric cations, and the like. It is also possible to use a method of passive introduction of these molecules, in particular by diffusion or by natural endocytosis of the molecules making it possible to carry out the desired effects mentioned above.
Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, on utilise une stratégie d'interférence par I'ARN, et en particulier des siRNA, pour à la fois maintenir l'action de la BMP-2 et inhiber la synthèse du collagène de type I dans le milieu de culture pour obtenir des chondrocytes articulaires selon l'invention. Dans le cadre de ce mode de réalisation préféré, la présence de BMP-2 est elle- même assurée à la fois par l'ajout de la molécule BMP-2 directement dans le milieu de culture et également par l'utilisation d'un moyen permettant d'empêcher la protéase HTRA1 dlnactiver le récepteur de la BMP-2, et en particulier par l'utilisation d'un siRNA HTRA1. Par conséquent, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux du procédé de l'invention, les chondrocytes articulaires différenciés ou les cellules souches mésenchy mate uses sont cultivés dans des conditions de faible tension en oxygène. Dans ce procédé, les inhibiteurs du collagène de type I sont des siRNA et la présence de BMP-2 est assurée par l'ajout de BMP-2 directement dans le milieu de culture et par l'utilisation d'un siRNA HTRA1. According to a particularly preferred embodiment of the invention, a strategy of interference with RNA, and in particular siRNA, is used to both maintain the action of BMP-2 and to inhibit the synthesis of collagen. type I in the culture medium to obtain articular chondrocytes according to the invention. In the context of this preferred embodiment, the presence of BMP-2 is itself ensured both by the addition of the BMP-2 molecule directly into the culture medium and also by the use of a medium. to prevent the protease HTRA1 inactivate the BMP-2 receptor, and in particular by the use of a siRNA HTRA1. Therefore, according to a particularly advantageous embodiment of the method of the invention, the differentiated articular chondrocytes or mesenchymate stem cells are cultured in conditions of low oxygen tension. In this method, the type I collagen inhibitors are siRNAs and the presence of BMP-2 is ensured by the addition of BMP-2 directly into the culture medium and by the use of a HTRA1 siRNA.
De manière similaire, lorsque ce sont des cellules souches mésenchymateuses qui sont utilisées, celles-ci sont cultivées de préférence également en présence de TGF-βΙ. Plus particulièrement, leur culture est réalisée dans des conditions de faible tension en oxygène, avec des siRNA en tant qu'inhibiteurs du collagène de type I, avec ajout de BMP-2 directement dans le milieu de culture et par utilisation d'un siRNA HTRA1, en combinaison avec du TGF- βΐ.  Similarly, when mesenchymal stem cells are used, they are preferably cultured also in the presence of TGF-βΙ. More particularly, their culture is carried out under conditions of low oxygen tension, with siRNAs as inhibitors of type I collagen, with addition of BMP-2 directly into the culture medium and using a HTRA1 siRNA. , in combination with TGF-βΐ.
De préférence, et en particulier dans le cas d'utilisation médicale ultérieure des chondrocytes obtenus selon le procédé de l'invention, les moyens utilisés pour maintenir l'action de la BMP-2 dans le milieu de culture et pour inhiber ie collagène de type I sont choisis de façon à induire ces effets de manière transitoire, en particulier sans impliquer la transformation stable du génome des chondrocytes, afin de pouvoir éliminer toute trace de ces moyens utilisés lors de la culture in vitro ou ex vivo avant l'implantation des chondrocytes au sein de l'organisme receveur, et notamment de l'articulation pathologique.  Preferably, and particularly in the case of subsequent medical use of the chondrocytes obtained according to the method of the invention, the means used to maintain the action of BMP-2 in the culture medium and to inhibit collagen-type I are chosen so as to induce these effects transiently, in particular without involving the stable transformation of the chondrocyte genome, in order to be able to eliminate any trace of these means used during the in vitro or ex vivo culture before the implantation of the chondrocytes. within the recipient organism, including the pathological joint.
De préférence, les différentes étapes du procédé selon l'invention sont réalisées dans l'ordre suivant : taux d'oxygène, présence de BMP-2 puis inhibition du collagène de type I. Dans le cas où les cellules sont cultivées au sein d'un biomatériau, la colonisation dudit biomatériau est de préférence réalisée en premier lieu, avant la réalisation des trois étapes mentionnées ci-dessus. Cependant, l'ordre de réalisation des étapes du procédé de l'invention peut être quelconque et n'est pas limitant.  Preferably, the different steps of the process according to the invention are carried out in the following order: oxygen level, presence of BMP-2 then inhibition of type I collagen. In the case where the cells are cultured within a biomaterial, the colonization of said biomaterial is preferably carried out first, before carrying out the three steps mentioned above. However, the order of realization of the steps of the process of the invention may be arbitrary and not limiting.
Selon un autre de ses aspects, l'invention a également pour objet des chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus par la mise en œuvre du procédé selon l'invention qui est décrit ci-dessus et qui présentent un index de différenciation, c'est-à-dire un rapport protéique collagène de type II / collagène de type I significativement accru, de préférence d'au moins un facteur 1,5 et/ou un rapport des taux moyens des ARNm des collagènes de types II, IX, XI/COL1A1 ou Agrécanne/COLIAI significativement augmenté, de préférence au moins d'un facteur 7,5 par rapport à des cellules non re-différenciées. En particulier, l'invention concerne des chondrocytes articulaires différenciés qui sont directement obtenus par le procédé selon l'invention qui est décrit ci-dessus et qui présentent cet index de différenciation. According to another of its aspects, the subject of the invention is also differentiated articular chondrocytes capable of being obtained by the implementation of the method according to the invention which is described above and which has a differentiation index, that is that is, a significantly increased type II collagen / type I collagen protein ratio, preferably at least a factor of 1.5 and / or a ratio of the average levels of collagen type II, IX, XI mRNAs. / COL1A1 or Agrecanne / COLIAI significantly increased, preferably at least 7.5 fold over non-re-differentiated cells. In particular, the invention relates to differentiated articular chondrocytes which are directly obtained by the method according to the invention which is described above and which have this differentiation index.
Ces chondrocytes peuvent être présents au sein d'un biomatériau et l'ensemble biomatériau/chondrocytes constitue également un autre objet de la présente invention.  These chondrocytes may be present within a biomaterial and the biomaterial / chondrocyte assembly is also another object of the present invention.
De préférence, les chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus selon l'invention sont caractérisés par le fait qu'ils ne présentent pas ou peu d'expression du collagène de type I et/ou ne le produisent pas ou peu au niveau protéique mais expriment et synthétisent de manière significative préférentiellement le collagène de type II et l'agrécanne.  Preferably, the differentiated articular chondrocytes capable of being obtained according to the invention are characterized by the fact that they exhibit no or little expression of type I collagen and / or do not produce it or little at the protein level but and preferentially express and synthesize collagen type II and aggrecan.
Selon un autre de ses aspects, l'invention a également pour objet les chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus selon le procédé de l'invention décrit ci-dessus pour leur utilisation en tant que médicament.  According to another of its aspects, the subject of the invention is also the differentiated articular chondrocytes capable of being obtained according to the process of the invention described above for their use as a medicament.
Selon encore un autre de ses aspects, l'invention a aussi pour objet les chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus selon le procédé de l'invention décrit ci-dessus pour leur utilisation dans le traitement des pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique, des maladies ostéo- articulaires, et en particulier les maladies qui sont caractérisées par une destruction ou une dégénérescence du cartilage, comme l'arthrose.  According to yet another of its aspects, the subject of the invention is also the differentiated articular chondrocytes that can be obtained according to the process of the invention described above for their use in the treatment of chondral loss of substance bound or not to traumatic shock, osteo-articular diseases, and in particular diseases that are characterized by destruction or degeneration of the cartilage, such as osteoarthritis.
Cet aspect de l'invention peut également être défini comme l'utilisation des chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus selon le procédé de l'invention, pour la préparation d'un médicament destiné à traiter les pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique, les maladies ostéo- articulaires, et en particulier les maladies qui présentent une destruction ou une dégénérescence du cartilage, telles que l'arthrose par exemple.  This aspect of the invention can also be defined as the use of the differentiated articular chondrocytes obtainable according to the process of the invention, for the preparation of a medicinal product intended to treat chondral losses, whether or not linked to traumatic shock, osteo-articular diseases, and in particular diseases that present a destruction or degeneration of the cartilage, such as osteoarthritis for example.
Dans le cadre de l'invention, les chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être utiles pour ou bien utilisés pour la préparation d'un médicament destiné à traiter et/ou prévenir et/ou ralentir les pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique, ainsi que la destruction ou la dégénérescence du cartilage associée(s) aux maladies ostéo-articulaires, telles que l'arthrose par exemple.  In the context of the invention, the differentiated articular chondrocytes that can be obtained according to the method of the invention may be useful for or used for the preparation of a medicament for treating and / or preventing and / or slowing down loss of chondral substance related or not to traumatic shock, as well as destruction or degeneration of cartilage associated with osteoarticular diseases, such as osteoarthritis, for example.
Dans le cadre de ces applications médicales, l'administration des chondrocytes articulaires différenciés obtenus selon le procédé de l'invention peuvent être administrés directement au sein des lésions lorsqu'ils ont été obtenus par culture monocouche. Les chondrocytes articulaires différenciés qui sont obtenus au sein d'un biomatériau par le procédé selon l'invention peuvent être implantés au niveau des lésions à traiter. Selon un mode de réalisation préféré, les chondrocytes implantés se présentent sous la forme d'un substitut biologique constitué de chondrocytes matures différenciés au sein d'un biomatériau selon le procédé de l'invention. Celui-ci pourra être positionné au niveau de la lésion et éventuellement maintenu en place in situ, par exemple à l'aide de colle biologique, notamment de colle à base de fibrine. In the context of these medical applications, the administration of the differentiated articular chondrocytes obtained according to the method of the invention can be administered directly within the lesions when they have been obtained. by monolayer culture. The differentiated articular chondrocytes which are obtained within a biomaterial by the method according to the invention can be implanted at the lesions to be treated. According to a preferred embodiment, the implanted chondrocytes are in the form of a biological substitute consisting of mature chondrocytes differentiated within a biomaterial according to the method of the invention. This may be positioned at the level of the lesion and possibly held in place in situ, for example with the aid of biological glue, especially fibrin-based glue.
D'une manière générale, tous les modes de réalisation préférés qui sont mentionnés pour le procédé d'obtention des chondrocytes s'appiiquent mutatis mutandis pour les chondrocytes articulaires différenciés susceptibles d'être obtenus par ce procédé et pour toute composition ou médicament les contenants et leurs utilisations.  In general, all of the preferred embodiments which are mentioned for the method of obtaining chondrocytes are mutatis mutandis applicable for the differentiated articular chondrocytes obtainable by this method and for any composition or drug the containers and their uses.
D'autres aspects et avantages de l'invention seront mieux compris au vu des exemples ci-après qui permettent d'illustrer l'invention, mais n'ont aucun caractère limitatif. Ces exemples se réfèrent aux figures annexées :  Other aspects and advantages of the invention will be better understood from the following examples which illustrate the invention, but are not limiting in nature. These examples refer to the appended figures:
La figure 1 représente la quantité des messagers, mesurée par RT-PCR quantitative, du collagène de type I ou COLIAI (A), du collagène de type II ou COL2A1 (B) et sur le rapport des messagers des gènes COL2A1 ZQLÎM (C) après l'effet des siRNA COLIAI et/ou de la BMP-2 dans des chondrocytes articulaires humains (CAH).  FIG. 1 represents the quantity of messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type I or COLIAI (A), collagen type II or COL2A1 (B) and on the messenger ratio of COL2A1 ZQLÎM genes (C). after the effect of siRNA COLIAI and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
La figure 2 représente la détection par « Western Blot » du collagène de type I et de type II après l'effet des si RIMA COLIAI et/ou de la BMP-2 dans des chondrocytes articulaires humains (CAH).  FIG. 2 represents the "Western Blot" detection of type I and type II collagen after the effect of RIMA COLIAI and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
La figure 3 représente l'effet des siRNA COLIAI et/ou de la BMP-2 sur (A) la quantification des taux protéiques du collagène de type I par ELISA (n=4), (B) la quantification des taux protéiques du collagène de type II par ELISA (n=4 à 24h et n=3 à 48h) et (C) le ratio protéique du collagène de type II/ type I par ELISA (n=4 à 24h et n=3 à 48h) après l'effet des siRNA COLIAI et/ou de la BMP-2 dans des chondrocytes articulaires humains (CAH).  FIG. 3 represents the effect of COLIAI and / or BMP-2 siRNA on (A) quantification of protein levels of type I collagen by ELISA (n = 4), (B) quantification of protein levels of collagen of type II by ELISA (n = 4 to 24h and n = 3 to 48h) and (C) the protein ratio of collagen type II / type I by ELISA (n = 4 at 24h and n = 3 at 48h) after effect of COLIAI siRNA and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
La figure 4 représente la quantité des messagers, mesurée par RT-PCR quantitative, du collagène de type I ou COLIAI (A), de HTRAl (B), et sur le rapport des messagers des gènes COL2A1/COL1A1 (C), Agrécanne/COLIAI (D), COL9A1/COL1A1 (E), COL11A1/COL1A1 (F), COL2B/COL1A1 (G) après l'effet des siRNA COLIAI et ou Htral et/ou de la BMP-2 dans des chondrocytes articulaires humains (CAH). FIG. 4 represents the amount of messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type I or COLIAI (A), of HTRA1 (B), and on the messenger ratio of genes COL2A1 / COL1A1 (C), Agrecan / COLIAI (D), COL9A1 / COL1A1 (E), COL11A1 / COL1A1 (F), COL2B / COL1A1 (G) after the effect of siRNA COLIAI and or Htral and / or BMP-2 in human articular chondrocytes (CAH).
La figure 5 représente l'index de différenciation des chondrocytes de cartilage sain ou arthrosique (rapport des messagers, mesurée par RT-PCR quantitative, des gènes COL2A1/COL1A1, Agrécanne (ACAN)/C0L1A1, COL9A1/COL1A1 et COL11A1/COL1A1).  FIG. 5 represents the differentiation index of healthy cartilage chondrocytes or osteoarthritis (messenger ratio, measured by quantitative RT-PCR, of the COL2A1 / COL1A1, Agrecan (ACAN) / C0L1A1, COL9A1 / COL1A1 and COL11A1 / COL1A1 genes).
La figure 6 représente la détection par « Western Blot » du collagène de type I, de type II, de HTRAl et du collagène de type X après l'effet des siRNA COLIAI et/ou Htral et/ou de la BMP-2 dans des CAH.  FIG. 6 represents the "Western Blot" detection of type I, type II, HTRA1 and type X collagen collagen after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA and / or BMP-2 in CAH.
La figure 7 représente la détection par immunofluorescence du collagène de type I et de type II sur des chondrocytes articulaires (CAH) après l'effet des siRNA COLIAI et/ou Htral etyou de la BMP-2.  FIG. 7 shows the immunofluorescent detection of type I and type II collagen on articular chondrocytes (CAH) after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA and BMP-2.
La figure 8 représente la détection en immuno-histochimie du collagène de type I et de type II sur des chondrocytes articulaires (CAH) en présence ou en absence de la BMP-2 (A), des siRNA COLIAI en présence ou en absence de la BMP- 2 (B), des siRNA Htral en présence ou en absence de la BMP-2 (C), et des siRNA COLIAI et siRNA Htral, en présence ou en absence de la BMP-2 (D).  FIG. 8 represents the immunohistochemical detection of collagen type I and type II on articular chondrocytes (CAH) in the presence or absence of BMP-2 (A), siRNA COLIAI in the presence or absence of the BMP-2 (B), Htral siRNAs in the presence or absence of BMP-2 (C), and COLIAI siRNAs and Htral siRNAs, in the presence or absence of BMP-2 (D).
La figure 9 représente la quantité des messagers, mesurée par RT-PCR quantitative, du collagène de type II ou COL2A1 (A), du collagène de type I ou COLIAI (B), de HTRAl (C), de l'agrécanne (D), de COL10A1 (E), de COL3A1 (F) et le rapport des messagers des gènes COL2A1/COL1A1 (G) et Agrécanne/COLIAI (H), après l'effet des siRNA COLIAI et/ou Htral en présence ou en absence de la BMP-2 et de TGF-βΙ dans les cellules souches mésenchymateuses.  FIG. 9 represents the quantity of the messengers, measured by quantitative RT-PCR, of collagen type II or COL2A1 (A), collagen type I or COLIAI (B), HTRA1 (C), aggrecan (D). ), COL10A1 (E), COL3A1 (F) and the messenger ratio of the COL2A1 / COL1A1 (G) and Agrecan / COLIAI (H) genes, after the effect of COLIAI and / or Htral siRNA in the presence or absence BMP-2 and TGF-βΙ in mesenchymal stem cells.
La figure 10 représente la détection par « Western Blot » du collagène de type I, de type II, de type III, de type X et de HTRAl, après l'effet des siRNA COLIAI et/ou Htral en présence ou en absence de la BMP-2 et de TGF-βΙ dans les cellules souches mésenchymateuses.  FIG. 10 represents the "Western Blot" detection of type I, type II, type III, type X and HTRA1 collagen, after the effect of COLIAI and / or Htral siRNAs in the presence or absence of the BMP-2 and TGF-βΙ in mesenchymal stem cells.
La figure 11 représente le profil phénotypique établi pour des chondrocytes isolés à partir de cartilage sain et les profils phénotypiques des chondrocytes issus de cellules souches mésenchymateuses après l'effet des siRNA COLIAI et/ou Htral en présence ou en absence de la BMP-2 et de TGF-βΙ. Les résultats de cette figure ont été obtenus avec une concentration de siRNAs de 100 nM. EXEMPLE 1 ; MISE EN ŒUVRE DU PROCEDE SELON L'INVENTION A PARTIR DE CHONDROCYTES ARTICULAIRES HUMAINS METHODOLOGIES . Figure 11 shows the established phenotypic profile for chondrocytes isolated from healthy cartilage and the phenotypic profiles of chondrocytes derived from mesenchymal stem cells following the effect of COLIAI and / or Htral siRNAs in the presence or absence of BMP-2 and TGF-βΙ. The results of this figure were obtained with a siRNA concentration of 100 nM. EXAMPLE 1 IMPLEMENTATION OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION FROM HUMAN ARTICULAR CHONDROCYTES METHODOLOGIES
SiRNAs :  SiRNAs:
siRNA COL1A1 (collagène de type I, alpha l)(brins sens et antisens), siRNA COL1A1 (collagen type I, alpha 1) (sense and antisense strands),
Hs_COLlAl_6 HP Validated SiRNA (SI02757363), Qiagen. Hs_COLlAl_6 HP Validated SiRNA (SI02757363), Qiagen.
Sens : 5'- CAAU CACC UGCG U ACAGAA - 3' (SEQ ID NO : 3) Direction: 5'-CAA CACC UGCG U ACAGAA-3 '(SEQ ID NO: 3)
Anti-sens : 5'- UUCUGUACGCAGGUGAUUG - 3' (SEQ ID NO : 4) Antisense: 5'- UUCUGUACGCAGGUGAUUG - 3 '(SEQ ID NO: 4)
Séquence cible : ACC AAT CAC CTG CGT ACA GAA (SEQ ID NO : 5) Target sequence: ACC ACC CAC CTG CGT ACA GAA (SEQ ID NO: 5)
siRNA contrôle ou « Contrôle négatif » (siRNA double brin), Qiagen (n° siRNA control or "Negative Control" (double-stranded siRNA), Qiagen (No.
1022076) 1022076)
Sens : 5'- UUCUCCGAACGUGUCACGU - 3' (SEQ ID NO : 6)  Direction: 5'-UUCUCCGAACGUGUCACGU-3 '(SEQ ID NO: 6)
Anti-sens : 5'- ACGUGACACGUUCGGAGAA - 3' (SEQ ID NO : 7) Antisense: 5'-ACGUGACACGUUCGGAGAA-3 '(SEQ ID NO: 7)
Séquence cible : AAT TCT CCG AAC GTG TCA CGT' (SEQ ID NO : 8) Target sequence: AAT CCG TAC AAC GTG TCA CGT '(SEQ ID NO: 8)
rhBMP-2 P'recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2") : L'ADNc codant la BMP-2 humaine (R&D Systems) est exprimé dans des cellules CHO (« Chinese Hamster Ovary cells »). Après clivage protéolytique du peptide signal et du propeptide, la BMP-2 recombinante mâture forme un homodimère ou des hétérodimères avec d'autres membres de sa famille (exemple avec BMP-7), chaque monomère étant chacun constitué de 114 acides aminés. La BMP-2 a été ajoutée au milieu de culture à une concentration finale de 50 ng/ml.  rhBMP-2 Recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2 "): The cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO cells (" Chinese Hamster Ovary cells ") After proteolytic cleavage of the signal peptide and of the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimer or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids BMP-2 was added to the medium at a final concentration of 50 ng / ml.
Eponges de collaqènes de type I (SYMATESE Biomatériaux, Chaponost, France) : Elles sont caractérisées par un diamètre de 5 mm et une épaisseur de 2 mm. Elles présentent une structure tridimensionnelle adéquate à la culture 3D. Les réseaux de fibres de collagène I forment des pores dont le diamètre moyen est de 150 pm. Ce biomatériau est d'origine bovine, et avec ses fibres de collagène I réticulées, il est biologiquement inactif et biodégradable.  Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): They are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture. The collagen fiber networks I form pores with an average diameter of 150 μm. This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
Culture cellulaire : Les chondrocytes articulaires humains (CAH) ont été prélevés sur des têtes fémorales lors de la mise en place d'une prothèse chez des patients atteints d'arthrose. Le cartilage a été disséqué en copeaux, puis ces derniers ont été digérés par deux enzymes, la pronase (Sigma-AIdrich, 2 mg/ml, 45 minutes) et la collagénase (Sigma-AIdrich, 2 mg/ml, 15 heures). Le lendemain, les copeaux de cartilage non digérés ont été éliminés par passage de la suspension cellulaire sur filtre nylon de 70 pm. Après centrifugation, le culot cellulaire a été repris dans du DMEM (« Dulbecco's modified Eagle Médium, Fisher Bioblock Scientific »). Le nombre de cellules a été déterminé par comptage sur une cellule de Malassez. Les CAH ont ensuite été ensemencés dans des boîtes de culture à raison de 4.10'' cellules / cm2 et cultivés à 37°C, dans un environnement à 5% de C02. Les chondrocytes ont ainsi été amplifiés en culture monocouche. Cell culture: Human articular chondrocytes (CAH) were collected from femoral heads during prosthesis placement in patients with osteoarthritis. The cartilage was dissected into chips, then the latter were digested with two enzymes, pronase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 45 minutes) and collagenase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 15 hours). The next day, undigested cartilage chips were removed by passage of the 70 μm nylon cell suspension. After centrifugation, the cell pellet was taken up in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium, Fisher Bioblock Scientific "). The number of cells was determined by counting on a Malassez cell. The HPCs were then seeded in culture dishes at 4.10 4 cells / cm 2 and cultured at 37 ° C in a 5% CO 2 environment . The chondrocytes were thus amplified in monolayer culture.
Nucléofection : Les si RIMA (siRNA contrôle ou siRNA COL1A1) ont été incorporés dans les chondrocytes en employant la technique de nucléofection (Nucleofector® II, Lonza). Tout d'abord, les cellules ont été amplifiées en culture monocouche et n'ont subi qu'un seul passage afin de limiter leur dédifférenciation. Une fois à confluence, celles-ci ont été décollées par un mélange trypsine-EDTA (0,25% trypsine/1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific). La transfection a été réalisée à partir de 2 millions de cellules à l'aide d'une solution de nucléofection contenant un microgramme (50 nM) de siRNA. Une fois transfectés, les chondrocytes sont restés une heure à 37°C dans du milieu DMEM («Dulbecco's modified Eagle Médium», Fisher Bioblock Scientific) supplémenté par 20% de SVF, (Fisher Bioblock Scientific). Après centrifugation, ils ont été ensemencés à raison de 500 000 cellules par éponge de collagène et mis à sécher pendant une heure pour permettre l'adhérence à l'éponge de collagène. Pour finir, les chondrocytes ont été placés en hypoxie, en présence ou non de 50 ng/ml de rhBMP-2 pendant une période de 24 à 48h. Nucleofection: RIMA si (siRNA control or siRNA COL1A1) were incorporated into chondrocytes using the nucleofection technique (Nucleofector ® II, Lonza). Firstly, the cells were amplified in monolayer culture and only undergone one passage in order to limit their dedifferentiation. Once at confluence, they were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific). Transfection was performed from 2 million cells using a nucleofection solution containing one microgram (50 nM) of siRNA. Once transfected, the chondrocytes remained for one hour at 37 ° C. in DMF medium (Fisher Bioblock Scientific) supplemented with 20% FCS (Fisher Bioblock Scientific). After centrifugation, they were seeded at 500,000 cells per collagen sponge and allowed to dry for one hour to allow adhesion to the collagen sponge. Finally, the chondrocytes were placed in hypoxia, in the presence or absence of 50 ng / ml rhBMP-2 for a period of 24 to 48 hours.
« Western-blot » : Les cellules ensemencées dans les éponges de collagène de type I ont été rincées au PBS IX (« Phosphate Buffered Saline », Fisher Bioblock Scientific) et lysées à raison de 100 μΙ de tampon RIPA (« Radioimmunoprecipitatton assay buffer ») par éponge, puis ont ensuite été agitées (vortex) toutes les 10 minutes pendant une heure. L'extraction protéique s'est poursuivie en retirant chaque éponge et en les pressant une à une afin de récupérer le maximum de protéines. Le surnageant contenant les extraits cytoplasmiques a enfin été prélevé après une centrifugation de 30 minutes à 14000 g. La concentration en protéines de nos échantillons a été déterminée par la méthode de Bradford. 20 pg de chaque échantillon a été mis en contact avec un tampon de dénaturation (2,5 ml de glycérol 100%; 2 ml de SDS 10%; 1 ml de bleu de bromophénol 1%; 600 pl de Tris-HCI 1M pH 6,8; 0,5 ml de 13-mercaptoéthanol) et chauffés à 95°C pendant 5 minutes. Une électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes (SDS-PAGE) a été effectuée. Les protéines du gel ont ensuite été transférées sur une membrane PVDF (Poly Vinylidène DiFluoride, Millipore) par un électro-transfert de 1 h 30. La membrane ayant été au préalable activée par trois bains successifs : méthanol 100% (1 min), eau distillée (deux fois 1 min) et tampon de transfert IX (15 min). A la fin du transfert, la membrane a été lavée par du « Tris Buffered Saline-Tween » (TBS-T). Le blocage des sites non spécifiques de la membrane a été réalisé par une incubation dans du TBS-T contenant 10% de lait écrémé pendant 1 h à température ambiante et sous agitation. La membrane a ensuite été lavée par du TBS-T puis incubée pendant 15 h à 4°C en présence de l'anticorps primaire (Ac Iaire) dirigé contre la protéine d'intérêt (Collagène de type II, l/2000ème, Novotec, Collagène de type I, l/3000ème, Novotec, GAPDH (Glyceraldéhyde 3 Phosphate Déshydrogénase), l/2000eme, Santa Cruz Biotechnology). Le lendemain, une série de rinçages de la membrane a été effectuée avec du TBS-T, puis celle-ci a été incubée en présence de l'anticorps secondaire (Ac IIaire, anti-lapin, l/6000ème, Tebu-Bio) 1 h à température ambiante. Les protéines ont enfin été révélées à l'aide d'un kit de détection (« Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate », PIERCE). "Western-blot": The cells seeded in the type I collagen sponges were rinsed with PBS IX ("Phosphate Buffered Saline", Fisher Bioblock Scientific) and lysed at a rate of 100 μl of RIPA buffer ("Radioimmunoprecipitatton assay buffer" ) by sponge, then were shaken (vortexed) every 10 minutes for one hour. Protein extraction was continued by removing each sponge and pressing them one by one in order to recover the maximum amount of protein. The supernatant containing the cytoplasmic extracts was finally removed after centrifugation for 30 minutes at 14,000 g. The protein concentration of our samples was determined by the Bradford method. 20 μg of each sample was contacted with denaturation buffer (2.5 ml of 100% glycerol, 2 ml of 10% SDS, 1 ml of bromophenol blue 1%, 600 μl of 1M Tris-HCl pH 6 8, 0.5 ml of 13-mercaptoethanol) and heated at 95 ° C for 5 minutes. Polyacrylamide gel electrophoresis under denaturing conditions (SDS-PAGE) was performed. The proteins of the gel were then transferred onto a PVDF (Poly Vinylidene DiFluoride, Millipore) membrane by electro-transfer for 1 h 30. The membrane was previously activated by three successive baths: methanol 100% (1 min), distilled water (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C. in the presence of the primary antibody (Ac I domain ) directed against the protein of interest (Collagen type II, 1 / 2000th , Novotec, Collagen type I, l / 3000th, Novotec, GAPDH (Glyceraldehyde 3 Phosphate Dehydrogenase), l / 2000 th, Santa Cruz Biotechnology). The next day, a series of rinses of the membrane was carried out with TBS-T, then it was incubated in the presence of the secondary antibody (Ac II area , anti-rabbit, 1/6000 th , Tebu-Bio 1 hour at room temperature. The proteins were finally revealed using a detection kit ("Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate", PIERCE).
ELISA (« Enzyme-linked immunosorbant assay », TECOmedical SARL) : Les expériences ELISA ont été réalisées à partir des surnageants de culture selon les instructions du kit. Les niveaux protéiques du C-propeptide du Procollagène de type II ont été évalués selon la méthode dite de « compétition » alors que ceux de la partie C-terminale du collagène de type I ont été appréciés via la méthode dite « sandwich ».  ELISA ("Enzyme-linked immunosorbent assay", TECOmedical SARL): The ELISA experiments were carried out from the culture supernatants according to the instructions of the kit. The protein levels of the C-propeptide of Procollagene type II were evaluated according to the so-called "competition" method while those of the C-terminal part of type I collagen were evaluated via the so-called "sandwich" method.
RT-PCR temps réel : Les cellules ont été lysées avec du TRIzol Reagent®, Real-time RT-PCR: The cells were lysed with TRIzol Reagent®,
Invitrogen. 1 pg d'ARN total a été traité par 1 μΙ de désoxyribonucléase I (DNase I, Invitrogen) pendant 15 min à 25°C. La réaction a été arrêtée par l'ajout de 1 μΙ d'EDTA 0,5 m M, puis suivie par une incubation de 10 min à 65°C. Les échantillons digérés par la DNase ont ensuite été rétro-transcrits en ADNc. La réaction a été réalisée en présence d'un mélange composé de 5 μΙ du tampon de la transcriptase inverse 10X, de 1 μΙ de la transcriptase inverse « Moloney Murine Leukemia virus » à 200 unités/μΙ (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), de 1 μΙ d'oligodT, de 2 μΙ d'un mélange des quatre désoxyribonucléotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μΜ au final, Fisher Bioblock Scientific) et de 1 μΙ de RNAse-out (40 U/μΙ, Invitrogen). Le volume a été complété à 15 μΙ avec de l'eau traitée par le DEPC (di-éthyl-pyro- carbonate). La réaction de transcription inverse s'est faite pendant une période de 1 h à 37°C, précédée d'un cycle de chauffage de 10 min à 25°C. Après la transcription inverse, les échantillons d'ADNc obtenus ont été dilués au l/100ème puis utilisés dans des expériences de PCR en temps réel. Pour ce faire, l'amplification du gène étudié a été réalisée en triplicate dans des plaques de 96 puits, selon les instructions de l'appareil « ABI Prism 7000 SDS » (Applied Biosystems). Les échantillons ont été amplifiés à l'aide d'un mélange SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) et à l'aide des amorces tel que décrit dans le Tableau 1 ci-dessous. Les taux d'ARNm des gènes COLIAI et COL2A1 ont été estimés après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13. Invitrogen. 1 μg of total RNA was treated with 1 μl of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 μl of 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA. The reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 μl of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 μl of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / μl (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 μl of oligodT, 2 μl of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μl final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 μl of RNAse-out (40 U / μl, Invitrogen) . The volume was supplemented to 15 μΙ with water treated with DEPC (di-ethyl-pyrocarbonate). The reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C. After reverse transcription, cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time. To do this, the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems). Samples were amplified using SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and primers as described in Table 1 below. The mRNA levels of the COLIAI and COL2A1 genes were estimated after normalization against the reference gene RPL13.
Tableau 1  Table 1
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Analyses statistiques :  Statistical analyzes:
Pour les RT-PCR et les ELISA, les résultats sont représentés sous forme de « Box- plot » ou boîte à moustache, représentant n expériences réalisées de façon indépendante. Cette méthode permet de représenter sur le graphique les valeurs minimales et maximales, le premier quartile, le deuxième quartile ou la médiane, le troisième quartile, ainsi que la moyenne des expériences. Le test U de Mann- Whitney a été utilisé pour déterminer les différences significatives entres les groupes contrôles et traités. Les valeurs de P<0,05 sont considérées significatives.  For the RT-PCRs and the ELISAs, the results are represented in the form of "Box-plot" or box-to-mustache, representing n experiments carried out independently. This method makes it possible to represent on the graph the minimum and maximum values, the first quartile, the second quartile or the median, the third quartile, as well as the average of the experiments. The Mann-Whitney U test was used to determine significant differences between the control and treated groups. Values of P <0.05 are considered significant.
RESULTATS  RESULTS
L'inhibition de la synthèse du collagène de type I et son effet ont été suivis au niveau des ARN messagers et au niveau protéique à l'aide d'expériences de RT-PCR (« Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction ») en temps réel ainsi que de « Western-blot » et d'ELISA (« Enzyme-linked immunosorbent assay »), comme décrit ci-dessus dans la partie méthodologies (Exemple 1).  The inhibition of type I collagen synthesis and its effect were monitored at the messenger RNA level and at the protein level using real-time Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) experiments. as well as "Western-blot" and ELISA ("Enzyme-linked immunosorbent assay"), as described above in the methodologies part (Example 1).
Effet des siRNA COLIAI sur les taux de messagers du collagène de type I.  Effect of COLIAI siRNA on messenger rates of type I collagen.
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de collagène de type I à raison de 500 000 cellules / éponge après avoir été transfectés par des siRNA ciblant le collagène de type I, puis cultivés dans des conditions hypoxiques (inférieur à 5% 02). Les taux d'ARNm du gène COLIAl ont été estimés par RT-PCR en temps réel après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13 (UA: Unité Arbitraire). Les résultats sont représentés sur la figure 1A sous forme de "box plots " correspondants à 4 expériences indépendantes réalisées en triplicate. Pour chaque temps d'incubation, les différences significatives entre le contrôle et les cas traités, et entre les différents cas ont été déterminées par le test U de Mann-Whitney: *=p<0,05, ns=non significatif. Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs targeting type I collagen and cultured in hypoxic conditions (less than 5% 0 2 ). The mRNA levels of the COLIAl gene were estimated by RT-PCR in real time after normalization against the reference gene RPL13 (AU: Arbitrary Unit). The results are shown in FIG. 1A in the form of "box plots" corresponding to 4 independent experiments made in triplicate. For each incubation time, the significant differences between the control and the treated cases, and between the different cases were determined by the Mann-Whitney U test: * = p <0.05, ns = not significant.
Ces résultats montrent que le siRNA COLIAl diminue fortement les taux moyens d'ARNm du collagène de type I lorsque des chondrocytes sont cultivés dans des éponges de collagène, en hypoxie, en présence de BMP-2 (« BMP-2 ») ou sans BMP-2 (« Contrôle ») et pendant 24 et 48 h. De plus, le siRNA possède une efficacité d'inhibition relative de 80 à 90%, et est capable de bloquer la légère augmentation de ces taux moyens induite par la BMP-2.  These results show that siRNA COLIAl strongly decreases the average levels of collagen type I mRNA when chondrocytes are cultured in collagen sponges, in hypoxia, in the presence of BMP-2 ("BMP-2") or without BMP. -2 ("Control") and for 24 and 48 hours. In addition, siRNA has a relative inhibition efficiency of 80 to 90%, and is able to block the slight increase in these average levels induced by BMP-2.
Effet des siRNA COLÎAl sur les taux de messagers du collagène de type II Les taux d'ARNm du gène COL2A1 ont été estimés par RT-PCR en temps réel comme décrit ci-dessus. Les résultats sont représentés sur la figure 1B. Ces résultats montrent que les taux moyens des messagers du collagène de type II ne sont pas affectés par la présence du siRNA contrôle et du siRNA COLIAl à 24h de culture, tout comme à 48h.  Effect of COLIAL siRNA on collagen type II messenger rates COL2A1 gene mRNA levels were estimated by RT-PCR in real time as described above. The results are shown in Figure 1B. These results show that the mean levels of the type II collagen messengers are not affected by the presence of the siRNA control and the siRNA COLIAl at 24h culture, as at 48h.
Rapport des taux de messagers des gènes COL2A1/COL1A1 Report of messenger rates of COL2A1 / COL1A1 genes
Les taux d'ARNm des gènes COL2A1 et COLIAl ont été estimés comme décrit ci-dessus et le ratio taux d'ARNm de COL2A1 sur taux d'ARNm de COLIAl a été calculé dans les différentes conditions expérimentales. Ce rapport permet de définir l'index de différenciation des cultures de chondrocytes.  The mRNA levels of the COL2A1 and COLIA1 genes were estimated as described above and the ratio of COL2A1 mRNA level to COLIA1 mRNA level was calculated under the different experimental conditions. This report makes it possible to define the index of differentiation of chondrocyte cultures.
Les résultats sont représentés sur la figure 1C et montrent une augmentation de ce ratio suite à la transfection des chondrocytes avec le siRNA COLIAl et cultivés pendant 24 et 48 h. En conclusion, l'utilisation du siRNA COLIAl associé à un traitement par la BMP-2 induit et accroît la stabilité du phénotype chondrocytaire.  The results are shown in Figure 1C and show an increase in this ratio following transfection of chondrocytes with siRNA COLIAl and cultured for 24 and 48 h. In conclusion, the use of siRNA COLIAl combined with BMP-2 treatment induces and increases the stability of the chondrocyte phenotype.
Effet des siRNA COLIAl sur les taux protéiques du collagène de type I et de type II Effect of siRNA COLIAl on protein levels of collagen type I and type II
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de collagène de type I à raison de 500 000 cellules / éponge après avoir été transfectés par des siRNA ciblant le collagène de type I ou des siRNA contrôle, puis cultivés dans des conditions hypoxiques (inférieur à 5% 02). Des extraits cytoplasmiques ont été soumis à une électrophorèse SDS-PAGE en vue d'une analyse par « Western-Blot » avec des anticorps anti-collagène II, I, et anti-GAPDH. Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs targeting type I collagen or siRNA control and then grown under hypoxic conditions (less than 5% 0 2 ). Extracts Cytoplasmic cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for "Western-Blot" analysis with anti-collagen II, I, and anti-GAPDH antibodies.
Les résultats correspondant à un Western-Blot représentatif sont regroupés sur la figure 2. Ils montrent une importante diminution du taux protéique du collagène de type I en présence du siRNA COL1A1 alors que les taux protéiques du collagène de type II ne semblent pas être modifiés de manière significative.  The results corresponding to a representative Western blot are grouped together in FIG. 2. They show a significant decrease in the protein content of type I collagen in the presence of the COL1A1 siRNA whereas the collagen type II protein levels do not seem to be modified by significantly.
Quantification des taux protéiques du collagène de type I par ELISA Quantification of protein levels of collagen type I by ELISA
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés comme décrit ci- dessus. La quantification du C-propeptide du collagène de type I a été réalisée par ELISA sur les surnageants de culture, puis rapportée à la quantité totale de protéines de l'échantillon. Les résultats sont représentés sous forme de "box plots" correspondant à 4 expériences indépendantes pour 24h et 3 expériences pour 48h. Pour chaque temps d'incubation, les différences significatives entre le contrôle et les cas traités, et entre les différents cas ont été déterminées par le test U de Mann- Whitney : *= p<0,05, ns= non significatif.  Human articular chondrocytes were cultured as described above. Quantification of the C-propeptide of type I collagen was performed by ELISA on the culture supernatants, and then reported to the total amount of protein in the sample. The results are represented in the form of "box plots" corresponding to 4 independent experiments for 24h and 3 experiments for 48h. For each incubation time, the significant differences between the control and the treated cases, and between the different cases were determined by the Mann-Whitney U test: * = p <0.05, ns = not significant.
Les résultats sont regroupés sur la figure 3A et montrent une nette diminution des taux protéiques du collagène de type I, surtout après 48 h de culture des cellules. Ainsi, la concentration du collagène de type I passe en moyenne de 0,8 mg de CICP/g de protéines totales en présence du contrôle négatif, à 0,4 mg de CICP/g de protéines totales en présence de siRNA COL1A1.  The results are grouped together in FIG. 3A and show a clear decrease in the protein levels of type I collagen, especially after 48 h of cell culture. Thus, the concentration of type I collagen passes on average from 0.8 mg of CICP / g of total protein in the presence of the negative control, to 0.4 mg of CICP / g of total protein in the presence of siRNA COL1A1.
Quantification des taux protéiques du collagène de type II par ELISA  Quantification of protein levels of collagen type II by ELISA
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés comme décrit ci- dessus. La quantification du C-propeptide du collagène de type II a été réalisée par ELISA comme décrit ci-dessus.  Human articular chondrocytes were cultured as described above. Quantification of the C-propeptide of type II collagen was performed by ELISA as described above.
Les résultats sont regroupés sur la figure 3B. Les analyses de quantification par ELISA des taux protéiques du collagène de type II rejoignent les résultats observés précédemment en « Western-blot ». En effet, le siRNA COL1A1 ne semble pas avoir d'effet significatif sur les taux protéiques du collagène de type II, à 24 h comme à 48 h de culture en éponge de collagène, en hypoxie, avec BMP- 2 (« BMP-2 ») ou sans B P-2 (« Contrôle »).  The results are grouped in Figure 3B. The ELISA quantification analyzes of the collagen type II protein levels are consistent with the results previously observed in "Western-blot". Indeed, COL1A1 siRNA does not seem to have a significant effect on collagen type II protein levels at 24 h or 48 h of collagen sponge culture in hypoxia with BMP-2 ("BMP-2 ") Or without B P-2 (" Control ").
Quantification du ratio des taux protéiques du collagène de type II/ type I par ELISA.  Quantification of the protein content ratio of collagen type II / type I by ELISA.
La quantification du C-propeptide du collagène de type I et II a été réalisée par ELISA comme décrit ci-dessus et le ratio protéique du collagène de type II/ type l a été calculé. Les résultats sont regroupés sur la figure 3C et montrent une augmentation du ratio protéique collagène de type II sur collagène de type I à 24 h de culture en présence de siRNA COL1A1. Cet effet est également observé à 48 h d'incubation et la BMP-2 a un effet additif avec le siRNA COL1A1. Quantification of the C-propeptide of type I and II collagen was performed by ELISA as described above and the protein ratio of collagen type II / type was calculated. The results are grouped together in FIG. 3C and show an increase in the collagen type II collagen protein ratio on type I collagen at 24 h of culture in the presence of siRNA COL1A1. This effect is also observed at 48 h of incubation and BMP-2 has an additive effect with siRNA COL1A1.
EXEMPLE 2 : MISE EN ŒUVRE DU PROCEDE SELON L'INVENTION A PARTIR DE CHONDROCYTES ARTICULAIRES HUMAINS METHODOLOGIES EXAMPLE 2: IMPLEMENTATION OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION FROM HUMAN ARTICULAR CHONDROCYTES METHODOLOGIES
SiRNAs :  SiRNAs:
Les siRNA COL1A1 et contrôle sont décrits ci-dessus à l'exemple 1.  The siRNAs COL1A1 and control are described above in Example 1.
siRNA HTRA1 (siRNA double brin), eurogentec. siRNA HTRA1 (siRNA double strand), eurogentec.
Sens : 5'- CGGCCGAAGUUGCCUCUUUTT -3' (SEQ ID NO : 15)  Direction: 5'-CGGCCGAAGUUGCCUCUUUTT -3 '(SEQ ID NO: 15)
Anti-sens : 5' - AAAGAGGC AACU U CGGCCGTT -3' (SEQ ID NO : 16) Antisense: 5 '- AAAGAGGC AACU U CGGCCGTT -3' (SEQ ID NO: 16)
Séquence cible : CGG CCG AAG TTG CCT CTT T (SEQ ID NO : 17) Target sequence: CGG CCG AAG TTG CCT CTT T (SEQ ID NO: 17)
rhBMP-2 "recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2" : L'ADNc codant la BMP-2 humaine (R&D Systems) est exprimé dans des cellules CHO (« Chinese Hamster Ovary cells »). Après clivage protéolytique du peptide signal et du propeptide, la BMP-2 recombinante mâture forme un homodimere ou des hétérodimères avec d'autres membres de sa famille (exemple avec BMP-7), chaque monomère étant chacun constitué de 114 acides aminés. La BMP-2 a été ajoutée au milieu de culture à une concentration finale de 50 ng/ml.  rhBMP-2 "recombinant human Bone Morphoqenetic Protein-2": The cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary cells") cells. After proteolytic cleavage of the signal peptide and the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimer or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids. BMP-2 was added to the culture medium at a final concentration of 50 ng / ml.
Éponges de collaqènes de type I (SYMATESE Biomatériaux, Chaponost, France) : Elles sont caractérisées par un diamètre de 5 mm et une épaisseur de 2 mm. Elles présentent une structure tridimensionnelle adéquate à la culture 3D. Les réseaux de fibres de collagène I forment des pores dont le diamètre moyen est de 150 m. Ce biomatériau est d'origine bovine, et avec ses fibres de collagène I réticulées, il est biologiquement inactif et biodégradable.  Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): They are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture. The networks of collagen I fibers form pores with an average diameter of 150 m. This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
Culture cellulaire : Des chondrocytes articulaires humains (CAH) ont été prélevés sur des zones macroscopiquement saines d'un cartilage d'une articulation arthrosique (région non portante de cartilage au niveau d'une articulation saine) afin d'obtenir des chondrocytes qui ont été utilisés dans toute l'expérimentation. Le cartilage a été disséqué en copeaux, puis ces derniers ont été digérés par deux enzymes, la pronase (Sigma-AIdrich, 2 mg/ml, 45 minutes) et la collagénase (Sigma-AIdrich, 2 mg/ml, 15 heures). Le lendemain, les copeaux de cartilage non digérés ont été éliminés par passage de la suspension cellulaire sur filtre nylon de 70 pm. Après centrifugation, le culot cellulaire a été repris dans du DMEM (« Dulbecco's modified Eagle Médium, Fisher Bioblock Scientific »). Le nombre de cellules a été déterminé par comptage sur une cellule de Malassez. Les CAH ont ensuite été ensemencés dans des boîtes de culture à raison de 4.104 cellules / cm2 et cultivés à 37°C, dans un environnement à 5% de C02. Les chondrocytes ont ainsi été amplifiés en culture monocouche. Les cellules n'ont subi qu'un seul passage afin de limiter leur dédifférenciation. Une fois à confluence, celles-ci ont été décollées par un mélange trypsine-EDTA (0,25% trypsine/l mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) puis centrifugées. Après centrifugation, elles sont ensemencées à raison de 400 000 cellules par éponge de collagène et mis à sécher pendant une heure à 37°C pour permettre l'adhérence à l'éponge de collagène. 16h plus tard (J0) les chondrocytes ont été placés en hypoxie, en présence ou non de 50 ng/ml de rhBMP-2 dans du milieu DMEM («Dulbecco's modified Eagle Médium», Fisher Bioblock Scientific) contenant 2 % de SVF (Sérum de Veau Fœtal) puis sont cultivés pendant une période de 7 jours. Cell culture: Human articular chondrocytes (CAH) were collected from macroscopically healthy areas of cartilage from an osteoarthritic joint (non-bearing area of cartilage at a healthy joint) to obtain chondrocytes that were used throughout the experiment. The cartilage was dissected into chips, then the latter were digested with two enzymes, pronase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 45 minutes) and collagenase (Sigma-Aldrich, 2 mg / ml, 15 hours). The next day, undigested cartilage chips were removed by passage of the 70 μm nylon cell suspension. After centrifugation, the cell pellet was taken up in DMEM ("Dulbecco's modified Eagle Medium, Fisher Bioblock Scientific"). The number of cells was determined by counting on a Malassez cell. The HACs were then seeded in culture dishes at 4.10 4 cells / cm 2 and cultured at 37 ° C in an environment of 5% C0 2 . The chondrocytes were thus amplified in monolayer culture. The cells have only undergone one passage in order to limit their dedifferentiation. Once at confluence, they were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) and then centrifuged. After centrifugation, they are seeded at 400,000 cells per collagen sponge and allowed to dry for one hour at 37 ° C to allow adhesion to the collagen sponge. 16 h later (J0) the chondrocytes were placed in hypoxia, in the presence or absence of 50 ng / ml of rhBMP-2 in medium DMEM ("Dulbecco's Modified Eagle Medium", Fisher Bioblock Scientific) containing 2% of FCS (Serum of Fetal Calf) and then cultivated for a period of 7 days.
Parallèlement, des copeaux de cartilage ont été préparés à partir de prélèvements faits au sein même de la région arthrosique sur des têtes fémorales lors de la mise en place d'une prothèse chez de patients atteints d'arthrose.  At the same time, cartilage chips were prepared from samples taken within the osteoarthritic region on femoral heads when a prosthesis was placed in patients with osteoarthritis.
Les chondrocytes isolés à l'issue de la digestion ont subi une extraction d'ARN totaux ou protéique et employés dans les expériences de RT-PCR en temps réel et de «Western-blot», les chondrocytes issus de patients arthrosiques étant employés comme témoins.  The chondrocytes isolated after digestion were extracted with total or protein RNA and used in real-time RT-PCR and Western-blot experiments, with chondrocytes from osteoarthritis patients being used as controls. .
Transfection des siRIMAs par HNTE FE in® : Les si NA (siRNA contrôle, siRNA COL1A1, siRNA HTRAÎ) ont été incorporés dans les chondrocytes en employant l'INTERFERin® comme agent de transfection (Polyplus transfection™). Les siRNAs COL1A1 et HtrAl ont été transfectés dans les chondrocytes à une concentration de 50 nM dans toute l'expérimentation, à l'exception des études présentées dans les figures 4 et 5 (5 nM) car les siRNAs à cette faible concentration se révèlent tout aussi efficaces sur le blocage de l'expression des ARNm cibles (résultats non montrés). Transfection of siRIMAs by HNTE FE in ® : si NA (siRNA control, siRNA COL1A1, siRNA HTRAÎ) were incorporated into chondrocytes using INTERFERin® as a transfection agent (Polyplus transfection ™). The siRNAs COL1A1 and HtrA1 were transfected into the chondrocytes at a concentration of 50 nM throughout the experiment, except for the studies shown in Figures 4 and 5 (5 nM) because the siRNAs at this low concentration turn out to be all also effective in blocking the expression of target mRNAs (results not shown).
« Western-blot » : Les cellules ensemencées dans les éponges de collagène de type I ont été rincées au PBS IX (« Phosphate Buffered Saline », Fisher Bioblock Scientific) et lysées à raison de 100 μΙ de tampon RIPA (« Radioimmunoprecipitation assay buffer ») par éponge, puis ont ensuite été agitées (vortex) toutes les 10 minutes pendant une heure. L'extraction protéique s'est poursuivie en retirant chaque éponge et en les pressant une à une afin de récupérer le maximum de protéines. Le surnageant contenant les extraits cytoplasmiques a enfin été prélevé après une centrifugation de 30 minutes à 14000 g. La concentration en protéines de nos échantillons a été déterminée par la méthode de Bradford. 20 pg de chaque échantillon a été mis en contact avec un tampon de dénaturation (2,5 ml de glycérol 100%; 2 ml de SDS 10%; 1 ml de bleu de bromophénol 1%; 600 μΙ de Tris-HCI 1M pH 6,8; 0,5 ml de β-mercaptoéthanol) et chauffés à 95°C pendant 5 minutes. Une électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes (SDS-PAGE) a été effectuée. Les protéines du gel ont ensuite été transférées sur une membrane PVDF (Poly Vinylidène DiFluoride, illipore) par un électro-transfert de 1 h 30. La membrane ayant été au préalable activée par trois bains successifs : méthanol 100% (1 min), eau distillée (deux fois 1 min) et tampon de transfert IX (15 min). A ta fin du transfert, la membrane a été lavée par du « Tris Buffered Saline-Tween » (TBS-T). Le blocage des sites non spécifiques de la membrane a été réalisé par une incubation dans du TBS-T contenant 10% de lait écrémé pendant 1 h à température ambiante et sous agitation. La membrane a ensuite été lavée par du TBS-T puis incubée pendant 15 h à 4°C en présence de l'anticorps primaire (Ac Iaire) dirigé contre la protéine d'intérêt (Collagène de type II, l/2000eme, Novotec, Collagène de type I, l/3000ème, Novotec, HtrAl, l/2000ème, Millipore, réf. AB15852, Collagène de type X, l/1000ème, Sigma , C7974-ZML et GAPDH (Glyceraldéhyde 3 Phosphate Déshydrogénase), l/2000ème, Santa Cruz Biotechnology). Le lendemain, une série de rinçages de la membrane a été effectuée avec du TBS-T, puis celle-ci a été incubée en présence de l'anticorps secondaire (Ac IPire anti-lapin, l/6000èmÊ, Tebu- Bio, ou Ac IIaire anti-souris, l/6000ème, Tebu-Bio) 1 h à température ambiante. Les protéines ont enfin été révélées à l'aide d'un kit de détection (« Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate », PIERCE) "Western-blot": The cells seeded in type I collagen sponges were rinsed with PBS IX ("Phosphate Buffered Saline" Fisher Bioblock Scientific) and lysed at 100 μΙ of RIPA buffer ("radioimmunoprecipitation assay buffer" ) by sponge, then were shaken (vortexed) every 10 minutes for one hour. Protein extraction continued by removing each sponge and squeezing them one by one to get the most protein. The supernatant containing the cytoplasmic extracts was finally removed after centrifugation for 30 minutes at 14,000 g. The protein concentration of our samples was determined by the Bradford method. 20 μg of each sample was contacted with denaturation buffer (2.5 ml of 100% glycerol, 2 ml of 10% SDS, 1 ml of bromophenol blue 1%, 600 μl of 1M Tris-HCl pH 6 0.8 ml of β-mercaptoethanol) and heated at 95 ° C for 5 minutes. Polyacrylamide gel electrophoresis under denaturing conditions (SDS-PAGE) was performed. The proteins of the gel were then transferred to a PVDF (Poly Vinylidene DiFluoride, illipore) membrane by electro-transfer for 1 h 30. The membrane was first activated by three successive baths: 100% methanol (1 min), water distilled (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C. in the presence of the primary antibody (Ac I domain ) directed against the protein of interest (Collagen type II, 1 / 2000th , Novotec, collagen type I, l / 3000th, Novotec, HtrAl, l / 2000th, Millipore, ref. AB15852, Collagen type X, l / 1000th, Sigma, C7974-ZML and GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase) , l / 2000 th , Santa Cruz Biotechnology). The next day, a series of rinses of the membrane was performed with TBS-T and then it was incubated with secondary antibody (Ab IP ire anti-rabbit, l / 6,000th, Tebu- Bio or Ac II anti-mouse area , 1/6000 th , Tebu-Bio) 1 h at room temperature. The proteins were finally revealed using a detection kit ("Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate", PIERCE)
RT-PCR temps réel : Les cellules ont été lysées avec du TRIzol Reagent® , Invitrogen. 1 pg d'ARN total a été traité par 1 pi de désoxyribonucléase I (DNase I, Invitrogen) pendant 15 min à 25°C. La réaction a été arrêtée par l'ajout de 1 pl d'EDTA 0,5 mM, puis suivie par une incubation de 10 min à 65°C. Les échantillons digérés par la DNase ont ensuite été rétro-transcrits en ADNc. La réaction a été réalisée en présence d'un mélange composé de 5 μΙ du tampon de la transcriptase inverse 10X, de 1 μΙ de la transcriptase inverse « Moloney Murine Leukemia virus » à 200 unités/μΙ (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), de 1 μΙ d'oligodT, de 2 μΙ d'un mélange des quatre désoxyribonucléotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μΜ au final, Fisher Bioblock Scientific) et de 1 μΙ de RNAse-out (40 U/μΙ, Invitrogen). Le volume a été complété à 15 μΙ avec de l'eau traitée par le DEPC (di-éthyl-pyro- carbonate). La réaction de transcription inverse s'est faite pendant une période de 1 h à 37°C, précédée d'un cycle de chauffage de 10 min à 25°C. Après la transcription inverse, les échantillons d'ADNc obtenus ont été dilués au l/100ème puis utilisés dans des expériences de PCR en temps réel. Pour ce faire, l'amplification du gène étudié a été réalisée en triplicate dans des plaques de 96 puits, selon les instructions de l'appareil « ABI Prism 7000 SDS » (Applied Biosystems). Les échantillons ont été amplifiés à l'aide d'un mélange SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) et à l'aide des amorces tel que décrit dans le Tableau 1 ci-dessus (COLIAI, COL2A1 et RPL13) et le Tableau 2 ci-dessous. Les taux d'ARNm des gènes COLIAI, HTRAl, COL2A1, Agrécanne, COL9A1, COLllAl et COL2B ont été estimés après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13. Real-time RT-PCR: Cells were lysed with TRIzol Reagent ®, Invitrogen. 1 μg of total RNA was treated with 1 μl of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 μl of 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA. The reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 μl of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 μl of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / μl (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 μl of oligodT, 2 μl of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μl final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 μΙ RNAse-out (40 U / μΙ, Invitrogen). The volume was supplemented to 15 μΙ with water treated with DEPC (di-ethyl-pyrocarbonate). The reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C. After reverse transcription, cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time. To do this, the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems). Samples were amplified using SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and primers as described in Table 1 above (COLIAI, COL2A1 and RPL13) and Table 2 below. The mRNA levels of the COLIAI, HTRA1, COL2A1, Agrecan, COL9A1, COL111A and COL2B genes were estimated after normalization against the reference gene RPL13.
Tableau 2  Table 2
Figure imgf000022_0001
Analyses statistiques : Pour les RT-PCR, les résultats sont représentés sous forme d'histogrammes d'une expérience représentative et représentent la moyenne de trois mesures ± l'écart-type. La significativité des valeurs a été évaluée grâce à un test t de Student (*p<0,05 ; **p<0,01 ; ***p<0,001).
Figure imgf000022_0001
Statistical analyzes: For RT-PCR, the results are represented as histograms of a representative experiment and represent the mean of three measurements ± the standard deviation. The significance of the values was evaluated using a Student's t-test (* p <0.05; ** p <0.01; *** p <0.001).
Immuno-fluorescence : A la fin des incubations, les éponges sont rincées dans du tampon phosphate 0,1M, pH 7,4, puis fixées dans du paraformaldéhyde à 4% pendant 16h à 4°C, et enfin rincées avec du tampon phosphate 0,1M. Les éponges sont ensuite incluses dans de l'agar à 5% (Super LM, Roth, Karlsure, France). Des sections de 50 pm sont réalisées avec un vibratome (MICROM HM 650V, Francheville, France) et montées sur lame. Elles sont incubées pendant 5 minutes dans du triton à 0,5%, rincées au PBS, incubées pendant 30 minutes à 37°C avec de la hyaluronidase à 0,2% dans du PBS, rincées et traitées avec de la BSA à 10% dans du PBS. Les marquages sont réalisés en utilisant des anticorps polyclonaux spécifiques du collagène de type I et II (dilution l/100ème, Novotec, Lyon, France). Ces anticorps primaires sont révélés avec des anticorps secondaires anti IgG de lapin couplés avec un fluorochrome Alexa fluor 546 (l/2000eme, InVitrogen). Les anticorps primaires ne sont pas appliqués sur les lames contrôles. Les coupes sont ensuite montées entre lames et lamelles avec un milieu de montage contenant du DAPI (UltracruzTM Mounting Médium, Santa Cruz Biotechnology Inc). Les observations sont réalisées avec un microscope confocal (Olympus FV1000, Rungis, France). Les mêmes paramètres d'acquisition sont utilisés pour toutes les images qui sont représentatives de plusieurs expériences. Immunofluorescence: At the end of the incubations, the sponges are rinsed in 0.1M phosphate buffer, pH 7.4, then fixed in 4% paraformaldehyde for 16 h at 4 ° C., and finally rinsed with phosphate buffer. 1M. The sponges are then included in 5% agar (Super LM, Roth, Karlsure, France). Sections of 50 μm are made with a vibratome (MICROM HM 650V, Francheville, France) and mounted on a blade. They are incubated for 5 minutes in 0.5% triton, rinsed with PBS, incubated for 30 minutes at 37 ° C. with 0.2% hyaluronidase in PBS, rinsed and treated with 10% BSA. in PBS. The markings are made using polyclonal antibodies specific for collagen type I and II (dilution l / 100th, Novotec, Lyon, France). These primary antibodies were revealed with anti secondary antibody rabbit IgG coupled with a fluorochrome Alexa Fluor 546 (l / 2000th, InVitrogen). Primary antibodies are not applied to the control slides. The sections are then mounted between slides and coverslips with a mounting medium containing DAPI (Ultracruz ™ Mounting Medium, Santa Cruz Biotechnology Inc.). The observations are made with a confocal microscope (Olympus FV1000, Rungis, France). The same acquisition parameters are used for all images that are representative of several experiments.
Etude in vivo : Les chondrocytes transférés dans les éponges de collagène sont cultivés en présence de DMEM 2% de SVF +/- BMP-2 (50 ng/ml) pendant 4 jours à faible tension d'oxygène (< 5%). Un changement de milieu est opéré avec adjonction de siRNA COL1A1 +/- siRNA HtrAl de j4 à j6 (50nM). Après 2, 4 et 6 jours de culture, le milieu est changé. Après 7 jours de culture, les éponges de collagène colonisées par des chondrocytes ont été implantées en sous-cutané (partie dorsale, à raison de 4 éponges par souris) chez la souris nude pour une période de 28 jours. Les éponges sont alors récupérées après euthanasie des souris.  In vivo study: The chondrocytes transferred into the collagen sponges are cultured in the presence of DMEM 2% of SVF +/- BMP-2 (50 ng / ml) for 4 days at low oxygen tension (<5%). A change of medium is made with the addition of siRNA COL1A1 +/- siRNA HtrAl from j4 to j6 (50nM). After 2, 4 and 6 days of culture, the medium is changed. After 7 days of culture, the collagen sponges colonized by chondrocytes were implanted subcutaneously (dorsal part, at the rate of 4 sponges per mouse) in the nude mouse for a period of 28 days. The sponges are then recovered after euthanasia of the mice.
- Fixation, deshydratation et inclusion des échantillons : Les éponges de collagène sont tout d'abord plongées dans une solution de paraformaldéhyde à 4% en PBS pendant au moins 18h à température ambiante, afin de fixer les antigènes. Les échantillons sont ensuite déshydratés par des bains successifs d'éthanol 100% (1 bain de 30 min, suivi de 5 bains de lh) et de toluène (1 bain de 30 min, suivi de 23 FR2011/052198 - Fixation, dehydration and inclusion of samples: The collagen sponges are first immersed in a solution of 4% paraformaldehyde in PBS for at least 18 hours at room temperature, in order to fix the antigens. The samples are then dehydrated by successive baths of 100% ethanol (1 bath of 30 min followed by 5 baths of 1 h) and toluene (1 bath of 30 min, followed by 23 FR2011 / 052198
2 bains de 60 min) et enfin plongés dans de la paraffine (1 bain de 15 min, 1 bain de 30 min, 1 bain de 60 min, 1 bain de 90 min). Ces étapes ont été réalisées par un automate (Laboratoire d'Anatomie Pathologique (CHU, Caen)). Les échantillons sont finalement placés en cassette et inclus en blocs de paraffine. Des coupes de 5 μιη sont ensuite réalisées au microtome et déposées sur des lames silanisées pour les immunomarquages. Avant tout marquage des lames, les coupes sont déparaffinées par des bains successifs de toluène (2 bains de 5 min), d'alcool 100% (5 min), d'alcool 90% (5 min), d'alcool 70% (5 min) et enfin d'eau distillée. 2 baths of 60 min) and finally immersed in paraffin (1 bath of 15 min, 1 bath of 30 min, 1 bath of 60 min, 1 bath of 90 min). These steps were performed by an automaton (Laboratory of Pathological Anatomy (CHU, Caen)). The samples are finally placed in cassette and included in paraffin blocks. Sections of 5 μιη are then made by microtome and deposited on silanized slides for immunostaining. Before any marking of the slides, the sections are deparaffinized by successive baths of toluene (2 baths of 5 min), alcohol 100% (5 min), alcohol 90% (5 min), alcohol 70% ( 5 min) and finally distilled water.
- Immunomarquage : Après déparaffinage, un prétraitement enzymatique à la hyaluronidase (0,5% dans PBS 1X+BSA 3%, 30 minutes à température ambiante) permet de démasquer les sites antigéniques. Les anticorps polyclonaux (collagène de type I, l/1000ème, Novotec Lyon France ; collagène de type II, l/250ème, Novotec, Lyon France) dilués en PBS-BSA 3% sont déposés sur les coupes 3h à température ambiante. Après rinçage en PBS et PBS Tween 0,2%, les peroxydases endogènes sont inhibées par incubation en eau oxygénée à 1,5% en PBS-BSA 3%. Puis l'anticorps secondaire (anti-lapin, non dilués, Envision DAKO) est appliqué sur chaque coupe. Les complexes antigène-anticorps sont alors révélés par réaction enzymatique grâce à l'action de la péroxydase couplée à l'anticorps secondaire, qui, une fois le substrat diaminobenzidine appliqué sur les coupes, va donner un précipité brun, les lames sont ensuite contre-colorées à l'hématoxyline de Mayer puis montées en milieu aqueux. Pour les contrôles négatifs, l'anticorps primaire a été omis. Immunolabeling: After dewaxing, an enzymatic pretreatment with hyaluronidase (0.5% in 1X PBS + 3% BSA, 30 minutes at room temperature) makes it possible to unmask the antigenic sites. The polyclonal antibodies (type I collagen, 1/1000 th , Novotec Lyon France, type II collagen, 1/250 th , Novotec, Lyon France) diluted with 3% PBS-BSA are deposited on the sections for 3 hours at room temperature. After rinsing in PBS and 0.2% PBS Tween, the endogenous peroxidases are inhibited by incubation with 1.5% hydrogen peroxide in PBS-3% BSA. Then the secondary antibody (anti-rabbit, undiluted, Envision DAKO) is applied on each cut. The antigen-antibody complexes are then revealed by enzymatic reaction through the action of the secondary antibody-coupled peroxidase, which, once the diaminobenzidine substrate is applied to the sections, will give a brown precipitate, the slides are then counter-attacked. stained with Mayer's hematoxylin and then mounted in an aqueous medium. For negative controls, the primary antibody has been omitted.
RESULTATS RESULTS
L'in ibition de la synthèse du collagène de type I et son effet ont été suivis au niveau des ARN messagers et au niveau protéique à l'aide d'expériences de RT-PCR (« Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction ») en temps réel ainsi que de « Western-blot », comme décrit ci-dessus dans la partie méthodologies (Exemple 2). La détection du collagène de type I et du collagène de type II a également été visualisée en immuno-fluorescence et in vivo en immunohistologie.  The in ibition of type I collagen synthesis and its effect were monitored at the messenger RNA level and at the protein level using RT-PCR (Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction) experiments in time. actual as well as "Western-blot" as described above in the methodologies part (Example 2). The detection of type I collagen and type II collagen has also been visualized in immunofluorescence and in vivo in immunohistology.
Effet des siRNA COL1A1 et/ou HTRA1 et/ou d'une BMP-2 recombinante sur les taux de messagers du collagène de type I et de HtrAl. Effect of COL1A1 and / or HTRA1 siRNAs and / or recombinant BMP-2 on messenger rates of collagen type I and HtrAl.
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de collagène de type I à raison de 400 000 cellules / éponge après avoir été transfectés par des siRNA (5 n , entre les jours 0 à 2) ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl. Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (< 5% 02) en présence ou absence de BMP-2. Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (5 n between days 0-2) targeting type I collagen. and / or HtrAl. Cells were cultured under hypoxic conditions (<5% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2.
Les résultats obtenus sur présentés sur les figures 4A à 4G dans lesquelles les taux moyens d'ARNm du gène COLIAI (A), HtrAl (B), COL2A1, Agrécanne (ACAN), COL2B, COL9A1 et COL11A1 ont été estimés par RT-PCR en temps réel après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13 { k: Unité Arbitraire). Le ratio des taux d'ARNm COL2A1/COL1A1 (C), Agrécanne/ COLIAI (D), COL9A1/COL1A1 (E), COL11A1/ COLIAI (F), et COL2B/ COLIAI (G) dans les différentes conditions expérimentales sont représentés et permettent de définir l'index de différenciation des cultures de chondrocytes. Les résultats d'une expérience représentative sont présentés.  The results obtained shown in FIGS. 4A to 4G in which the average mRNA levels of the COLIAI (A), HtrAl (B), COL2A1, Agrecan (ACAN), COL2B, COL9A1 and COL11A1 gene were estimated by RT-PCR. in real time after normalization against the reference gene RPL13 {k: Arbitrary unit). The ratio of COL2A1 / COL1A1 (C), Agrecan / COLIAI (D), COL9A1 / COL1A1 (E), COL11A1 / COLIAI (F), and COL2B / COLIAI (G) mRNA levels under the different experimental conditions are represented and allow to define the index of differentiation of chondrocyte cultures. The results of a representative experiment are presented.
Les résultats obtenus sur les taux d'ARNm des gènes COLIAI et HtrAl, évalués par RT-PCR en temps réel, montrent que les deux siRNAs sont efficaces pour bloquer l'expression de ces deux gènes cibles (figure 4A et B respectivement). De plus, le siRNA HtrAl diminue les taux d'ARNm COLIAI et agit en synergie avec le siRNA COLIAI et la BMP-2 pour réduire l'expression des taux d'ARNm COLIAI (figure 4A). Par ailleurs, la figure 4A et B montre que des chondrocytes articulaires obtenus à partir d'une région lésée de cartilage arthrosique, mais non cultivés, surexpriment les ARNm COLIAI et HtrAl, au regard des chondrocytes redifférenciés selon le procédé de l'invention.  The results obtained on the mRNA levels of the COLIAI and HtrAl genes, evaluated by RT-PCR in real time, show that the two siRNAs are effective in blocking the expression of these two target genes (FIGS. 4A and B respectively). In addition, HtrAl siRNA decreases COLIAI mRNA levels and acts synergistically with COLIAI siRNA and BMP-2 to reduce the expression of COLIAI mRNA levels (FIG. 4A). Moreover, FIG. 4A and B shows that articular chondrocytes obtained from an injured arthritic cartilage region, but not cultured, overexpress COLIAI and HtrA1 mRNAs, with regard to the redifferentiated chondrocytes according to the method of the invention.
Effet des siRNA COLIAI et/ou des siRNA HTRA1 et/ou d'une BMP-2 recombinante sur le ratio des taux de messagers de différents marqueurs de la différenciation chondrocytaire.  Effect of siRNA COLIAI and / or siRNA HTRA1 and / or recombinant BMP-2 on the ratio of messenger levels of different markers of chondrocyte differentiation.
Les résultats présentés sur la figure 4C montrent que l'index de différenciation COL2A1/ COLIAI chez les chondrocytes est augmenté lorsque le siRNA COLIAI seul, ou le siRNA HtrAl seul, ou les deux types de siRNAs sont transfectés dans les cellules dans les conditions basales. La BMP-2 augmente de façon plus significative cet index de différenciation, qu'elle soit ajoutée seule ou de manière simultanée avec chaque siRNA. De manière intéressante, le traitement des chondrocytes en présence concomitante de BMP-2 et des deux siRNAs permet d'obtenir un effet synergique sur l'accroissement de l'index de différenciation qui est de l'ordre de 60 (figure 4C) alors que cet index n'est que de l'ordre que d'environ 5 dans les chondrocytes arthrosiques et de l'ordre de 200 dans les chondrocytes de cartilage articulaire sain (figure 5). Afin de caractériser au mieux la fonctionnalité de la matrice extracellulaire du néo-cartilage formé dans ces conditions expérimentales, l'expression des ARNm codant la forme mature du collagène II (COL2B) et d'autres marqueurs phénotypiques de différenciation des chondrocytes articulaires, à savoir l'agrécanne et les isotypes collagéniques IX et XI, a été étudiée. Les index de différenciation correspondants au niveau des taux d'ARNm, AGR/COL1A1, COL9A1/COL1AÎ, COL11A1/COL1A1 et C0L2B/C0L1A1 (respectivement figures 4D, 4E, 4F et 4G) ont été calculés. Les résultats présentés dans ces figures permettent de conclure de manière tout à fait similaire par rapport aux résultats présentés dans la figure 4A où avait été évalué l'index COL2A1/COL1A1. Ainsi, les deux siRIMAs employés seuls ou en combinaison favorisent ces divers index de différenciation; la BMP-2, seule ou en combinatoire avec les siRIMAs, augmente ces index. Néanmoins, la combinatoire BMP-2 et les siRNAs COL1A1 et HtrAl exercent un effet synergique, d'au moins 20 sur tous les index, ce qui est très largement supérieur à l'index obtenu dans les chondrocytes arthrosiques, et proche des index de différenciation obtenus avec des chondrocytes de cartilage sain (figure 5). The results presented in Figure 4C show that the COL2A1 / COLIAI differentiation index in chondrocytes is increased when COLIAI siRNA alone, or HtrAl siRNA alone, or both types of siRNAs are transfected into cells under basal conditions. BMP-2 significantly increases this differentiation index, whether added alone or simultaneously with each siRNA. Interestingly, the treatment of chondrocytes in the concomitant presence of BMP-2 and the two siRNAs makes it possible to obtain a synergistic effect on the increase of the differentiation index which is of the order of 60 (FIG. this index is only in the range of about 5 in the osteoarthritic chondrocytes and of the order of 200 in healthy articular cartilage chondrocytes (FIG. 5). In order to better characterize the functionality of the extracellular matrix of neo-cartilage formed under these experimental conditions, the expression of the mRNAs encoding the mature form of collagen II (COL2B) and other phenotypic markers of differentiation of articular chondrocytes, namely aggrecan and collagenic isotypes IX and XI have been studied. The corresponding differentiation indices at the level of mRNA levels, AGR / COL1A1, COL9A1 / COL1A1, COL11A1 / COL1A1 and C0L2B / C0L1A1 (respectively Figures 4D, 4E, 4F and 4G) were calculated. The results presented in these figures make it possible to conclude quite similarly with respect to the results presented in FIG. 4A where the COL2A1 / COL1A1 index had been evaluated. Thus, both siRIMAs used alone or in combination favor these various differentiation indices; BMP-2, alone or in combination with siRIMAs, increases these indices. Nevertheless, the BMP-2 combinatorial and the COL1A1 and HtrA1 siRNAs exert a synergistic effect, of at least 20 on all the indexes, which is very much higher than the index obtained in osteoarthritic chondrocytes, and close to the differentiation indices. obtained with healthy cartilage chondrocytes (Figure 5).
Effets des siRNAs COL1A1 et HtrAl et/ou d'une BMP-2 recombinante sur les taux protéiques des collagènes I, II, X et d'HtrAl  Effects of COL1A1 and HtrA1 siRNAs and / or recombinant BMP-2 on the protein levels of collagens I, II, X and HtrAl
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de coliagène de type I à raison de 400 000 cellules / éponge après avoir été transfectés par des siRNA (5 nM, entre les jours 0 à 2) ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl. Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (3% 02) en présence ou absence de BMP-2. Des extraits protéiques totaux préparés à partir des éponges colonisées par les cellules ont été soumis à une électrophorèse SDS- PAGE en vue d'une analyse par « Western-Blot » avec des anticorps anti-collagène II, I, X, HtrAl et anti-GAPDH. La figure correspond à un « Western-Blot » représentatif. Human articular chondrocytes were cultured in type I coliagene sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (5 nM, between days 0 to 2) targeting type I collagen and / or HtrAl. The cells were cultured under hypoxic conditions (3% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2. Total protein extracts prepared from the sponges colonized by the cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for Western blot analysis with anti-collagen II, I, X, HtrAl and anti-collagen antibodies. GAPDH. The figure corresponds to a representative "Western-Blot".
Afin de valider en partie les résultats obtenus au niveau des taux d'ARNm, des expériences de «Western-blot» ont été entreprises afin de confirmer les effets au niveau protéique. Les conditions expérimentales sont identiques à celles décrites dans la figure 4. A la fin de l'incubation, des extraits protéiques totaux préparés à partir des éponges colonisées par les cellules ont été préparés et soumis à une analyse «Western-blot» avec des anticorps anti-collagènes II, I, X et anti-HtrAl.  In order to partially validate the mRNA level results, "Western-blot" experiments were undertaken to confirm the effects at the protein level. The experimental conditions are identical to those described in FIG. 4. At the end of the incubation, total protein extracts prepared from the sponges colonized by the cells were prepared and subjected to "Western-blot" analysis with antibodies. anti-collagen II, I, X and anti-HtrAl.
Les résultats correspondant à un «Western-blot» représentatif sont présentés sur la figure 6. Ils démontrent la fonctionnalité des siRNA, puisque la transfection d'un siRNA COL1A1 dans les chondrocytes articulaires abolit pratiquement l'expression du collagène de type I. Il en est de même pour le siRNA HrAl qui bloque l'expression protéique de HtrAl. La combinatoire des deux siRNAs s'avère tout aussi efficace pour prévenir les expressions protéiques correspondantes. L'effet des deux siRNA s'avère être spécifique, puisqu'ils n'affectent pas du tout l'expression protéique de GAPDH et du collagène de type II. The results corresponding to a representative Western-blot are presented in FIG. 6. They demonstrate the functionality of siRNAs, since transfection a COL1A1 siRNA in articular chondrocytes virtually eliminates the expression of type I collagen. It is the same for the HrAl siRNA which blocks the protein expression of HtrAl. The combination of the two siRNAs is just as effective in preventing the corresponding protein expression. The effect of the two siRNAs appears to be specific, since they do not affect the protein expression of GAPDH and type II collagen at all.
La BMP-2, en absence de siRNA, augmente l'expression du collagène de type II mats aussi celle du collagène de type I. La combinatoire BMP-2 + siRNA seul ou BMP-2 + les deux siRNAs augmente la production de collagène II sans induction du collagène de type I, confirmant ainsi l'effet synergique des deux siRNAs + BMP-2 sur l'index de différenciation évalué dans la figure 4C.  BMP-2, in the absence of siRNA, increases the expression of type II collagen and also collagen type I. Combinatorial BMP-2 + siRNA alone or BMP-2 + both siRNAs increases collagen production II without induction of type I collagen, thus confirming the synergistic effect of the two siRNAs + BMP-2 on the differentiation index evaluated in FIG. 4C.
Les résultats montrent également que les chondrocytes articulaires cultivés dans ces conditions expérimentales ne subissent pas d'hypertrophie (absence d'expression de collagène de type X, quels que soient les échantillons présentés dans la figure 6), ce qui est fréquent dans les chondrocytes arthrosiques, ce qui suggère que le phénotype chondrocytaire redifférencié est optimal.  The results also show that articular chondrocytes cultured under these experimental conditions do not undergo hypertrophy (absence of X-type collagen expression, regardless of the samples presented in FIG. 6), which is frequent in osteoarthritic chondrocytes. , suggesting that the redifferentiated chondrocyte phenotype is optimal.
Expression des collagènes de types I et II après effet des siRNA COL1A1 et HtrAl et/ou d'une BMP-2 recombinante Expression of type I and II collagens after effect of COL1A1 and HtrA1 siRNA and / or recombinant BMP-2
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de collagène de type I à raison de 400 000 cellules / éponge pendant 16h dans du DMEM+2% SVF (J0), puis traités ou non avec 50 ng/ml de BMP-2 et transfectés par des siRNA (50 nM, entre les jours 4 à 6) ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl. Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (<5% 02). Une analyse immuno-cytologique en microscopie confocale avec des anticorps anti-collagène II et I a été réalisée. Jour 0 : J0 ; jour 7 : J7. Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge for 16 h in DMEM + 2% FCS (J0), and then treated or not with 50 ng / ml BMP-2 and transfected with siRNA (50 nM, between days 4 to 6) targeting type I and / or HtrAl collagen. Cells were grown under hypoxic conditions (<5% 0 2 ). An immuno-cytological analysis in confocal microscopy with anti-collagen II and I antibodies was performed. Day 0: D0; day 7: J7.
Afin de valider en partie les études de «Western-blot», des expériences d'immuno-cytologie ont été réalisées. Les résultats sont présentés sur la figure 7 et montrent que les chondrocytes au temps J0 expriment les isotypes collagéniques I et II. La culture des chondrocytes dans des conditions hypoxiques dans les éponges de collagène pendant 7 jours en présence du siRNA COL1A1 conduit à une diminution de l'expression du collagène de type I et la BMP-2 augmente très significativement les taux du collagène de type II (figure 7), confirmant les résultats obtenus dans les expériences de «Western-blot» (figure 6). Les mêmes conclusions peuvent être tirées lorsque le siRNA HtrAl est transfecté dans les chondrocytes et la combinatoire de ce siRNA avec la BMP-2 augmente les taux du 27 T/FR2011/052198 In order to partially validate the "Western-blot" studies, immuno-cytology experiments were performed. The results are presented in FIG. 7 and show that the chondrocytes at time D0 express the collagenic isotypes I and II. Chondrocyte culture under hypoxic conditions in collagen sponges for 7 days in the presence of siRNA COL1A1 leads to a decrease in the expression of type I collagen and BMP-2 significantly increases collagen type II levels ( Figure 7), confirming the results obtained in the "Western-blot" experiments (Figure 6). The same conclusions can be drawn when HtrAl siRNA is transfected into chondrocytes and the combination of this siRNA with BMP-2 increases 27 T / FR2011 / 052198
collagene de type II tout en réduisant ceux du collagène de type I, traduisant un index de différenciation accru (figure 7). Enfin, la transfection conjointe des siRNAs COLIAI et HtrAl diminue l'expression du collagène de type I et augmente l'expression de l'isotype II et l'addition simultanée de BMP-2 avec ces siRNAs synergise les effets observés en présence des siRNAs seuls (figure 7). type II collagen while reducing those of type I collagen, reflecting an increased differentiation index (Figure 7). Finally, the joint transfection of the COLIAI and HtrA1 siRNAs decreases the expression of type I collagen and increases the expression of isotype II and the simultaneous addition of BMP-2 with these siRNAs synergizes the effects observed in the presence of siRNAs alone. (Figure 7).
Effets des siRNAs COLIAI et HtrAl et/ou d'une BMP-2 recombinante sur le phénotype du néo-cartilage reconstruit in vivo chez la souris nude  Effects of COLIAI and HtrA1 siRNAs and / or recombinant BMP-2 on the neo-cartilage phenotype reconstructed in vivo in nude mice
Des chondrocytes articulaires humains ont été cultivés dans des éponges de collagène de type I à raison de 400 000 cellules / éponge après avoir été transfectés par des siRNA (50 nM, entre les jours 4 à 6) ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl. Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (<5% 02) en présence ou absence de BMP-2. Au jour 7, les éponges colonisées par les cellules et ayant subi les différents traitements sont implantées en sous-cutané en position dorsale chez la souris nude (4 éponges par souris). Après 28 jours, les souris sont euthanasiées, les éponges collectées et analysées par immuno- histochimie avec des anticorps anti-collagène II et I. Human articular chondrocytes were cultured in type I collagen sponges at 400,000 cells / sponge after being transfected with siRNAs (50 nM, between days 4-6) targeting type I collagen and / or HtrAl. Cells were cultured under hypoxic conditions (<5% 0 2 ) in the presence or absence of BMP-2. At day 7, the sponges colonized by the cells and having undergone the various treatments are implanted subcutaneously in the dorsal position in the nude mouse (4 sponges per mouse). After 28 days, the mice are euthanized, the sponges collected and analyzed by immunohistochemistry with anti-collagen II and I antibodies.
Suite aux résultats acquis dans les études in vitro démontrant un effet significatif et synergique des siRNAs COLIAI et HtrAl en présence de BMP-2 sur le phénotype des chondrocytes du néo-cartilage reconstruit dans des conditions hypoxiques, des études pré-cliniques ont été réalisées. Elles ont consisté à greffer les éponges de collagène colonisées par les chondrocytes articulaires et soumises au même protocole d'incubation pendant 7 jours que celui décrit dans les figures 4 à 7. A la fin de la période de culture in vitro, les éponges ont été greffées en sous- cutané sur le dos de souris nude (4 éponges par souris). Après 28 jours, les souris ont été euthanasiées, les éponges collectées et soumises à une étude en immuno- histochimie. Les résultats de ces expériences, présentés sur la figure 8, montrent qu'il subsiste une faible expression de collagène de type I (image du haut à gauche) au sein du néo-cartilage et une expression conséquente de collagène II (image du bas à gauche) en l'absence de BMP-2 et présence du siRNA contrôle (contrôle négatif) (figure 8A). La BMP-2 augmente très significativement la synthèse des isotypes I et II (figure 8A, les deux images de droite). En présence de BMP-2, le traitement par le siRNA COLIAI seul, ou le siRNA HtrAl seul, ou par la combinatoire des deux siRNAs augmente significativement l'expression du collagène de type II au détriment du collagène de type I, matérialisant un effet synergique sur l'index de différenciation du néo-cartilage (figure 8B, 8C, 8D). 28 11 052198 Following the results obtained in the in vitro studies demonstrating a significant and synergistic effect of the COLIAI and HtrAl siRNAs in the presence of BMP-2 on the chondrocyte phenotype of the neo-cartilage reconstructed under hypoxic conditions, preclinical studies were performed. They consisted of grafting collagen sponges colonized by articular chondrocytes and subjected to the same incubation protocol for 7 days as that described in FIGS. 4 to 7. At the end of the in vitro culture period, the sponges were grafted subcutaneously on the back of nude mice (4 sponges per mouse). After 28 days, the mice were euthanized, the sponges collected and subjected to an immunohistochemical study. The results of these experiments, presented in FIG. 8, show that there remains a weak expression of type I collagen (image from the top left) within the neo-cartilage and a consequent expression of collagen II (image from the bottom to left) in the absence of BMP-2 and presence of the siRNA control (negative control) (Figure 8A). BMP-2 very significantly increases the synthesis of isotypes I and II (FIG. 8A, the two images on the right). In the presence of BMP-2, treatment with siRNA COLIAI alone, or HtrAl siRNA alone, or with the combination of the two siRNAs significantly increases the expression of type II collagen at the expense of type I collagen, materializing a synergistic effect on the differentiation index of neo-cartilage (FIG. 8B, 8C, 8D). 28 11 052198
Ces résultats montrent que la transfection de chondrocytes articulaires avec des siRNA COLIAI et HtrAl en présence de BMP-2 dans des conditions hypoxiques est capable de provoquer l'augmentation de l'expression des marqueurs spécifiques du cartilage (collagènes II, IX et XI, agrécanne) et la diminution des marqueurs non spécifiques (collagènes I et X), ce qui conduit à une forte augmentation de l'index de différenciation des chondrocytes cultivés in vitro et le néo-cartilage reconstruit in vitro conserve des caractéristiques similaires in vivo. These results show that transfection of articular chondrocytes with COLIAI and HtrA1 siRNA in the presence of BMP-2 under hypoxic conditions is capable of causing the increase of the expression of cartilage specific markers (collagens II, IX and XI, aggrecan ) and the decrease in nonspecific markers (collagens I and X), which leads to a sharp increase in the differentiation index of chondrocytes cultured in vitro and the neo-cartilage reconstructed in vitro retains similar characteristics in vivo.
EXEMPLE 3 : MISE EN ŒUVRE DU PROCEDE SELON L'INVENTION A PARTIR DE CELLULES SOUCHES MESENCHYMATEUSES fCSM^  EXAMPLE 3: IMPLEMENTATION OF THE PROCESS ACCORDING TO THE INVENTION FROM MESENCHYMAL STEM CELLS fCSM
METHODOLOGIES  METHODOLOGIES
Cellules souches mésenchvmateuses issues de moelle osseuse : induction du lignage chondrocytaire et étude du phénotype.  Mesenchymal stem cells derived from bone marrow: induction of chondrocyte lineage and phenotype study.
- Isolement et amplification : L'échantillon de moelle osseuse est centrifugé à la vitesse de 200 g, puis le culot de cellulaire est directement ensemencé dans une boîte de culture de 25 cm2. Le milieu d'amplification [a-MEM (« Modification of Eagle's Médium », Fisher Bioblock Scientific), contenant 10 % de SVF, de la L- Glutamine 2 mM et du FGF-2 (« Fibroblast Growth Factor-2 », Sigma chemical Co) 1 ng/ml] est changé tous les 2 à 3 jours. Lorsque les cellules atteignent 80% de confluence, elles sont décollées par la trypsine-EDTA (0,25% trypsine / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock). Ainsi, les CSM sont amplifiées en culture monocouche jusqu'à cinq passages (P5) minimum en présence de milieu a-MEM + 10% SVF. Isolation and amplification: The bone marrow sample is centrifuged at a speed of 200 g, then the cell pellet is directly inoculated into a culture dish of 25 cm 2 . The amplification medium [α-MEM ("Modification of Eagle's Medium", Fisher Bioblock Scientific), containing 10% FCS, 2 mM L-Glutamine and FGF-2 ("Fibroblast Growth Factor-2", Sigma chemical Co) 1 ng / ml] is changed every 2 to 3 days. When the cells reach 80% confluency, they are detached by trypsin-EDTA (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock). Thus, the CSMs are amplified in monolayer culture up to a minimum of five passages (P5) in the presence of α-MEM medium + 10% FCS.
- Induction du lignage chondrocytaire in vitro : Après 4 ou 5 passages, les CSM sont ensemencées en éponge de collagène de type I à raison de 500 000 cellules par éponge. Ces dernières sont cultivées en milieu ICM (« Incomplète Chondrogenic Médium ») [milieu permettant d'induire la différenciation chondrogénique contenant du DMEM, de la dexamethasone 500 nM, de l'acide ascorbique-2-phosphate 50 g/ml, de la proline 40 pg/ml, du pyruvate de sodium 1 mM] et en condition hypoxique (<5% d'oxygène). La culture s'étend sur une période de 14 jours avec un changement de milieu tous les 3 ou 4 jours.  - Induction of the chondrocyte lineage in vitro: After 4 or 5 passages, the CSM are seeded in type I collagen sponge at a rate of 500,000 cells per sponge. The latter are cultured in an ICM medium ("Incomplete Chondrogenic Medium") [medium for inducing chondrogenic differentiation containing DMEM, dexamethasone 500 nM, ascorbic acid-2-phosphate 50 g / ml, proline 40 μg / ml, 1 mM sodium pyruvate] and under hypoxic conditions (<5% oxygen). The culture extends over a period of 14 days with a change of medium every 3 or 4 days.
En vue de réduire la quantité de collagène de type I, des siRNA ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl (Qiagen) sont ajoutés par transfection au cours de l'étape de différenciation des CSMs (100 nM chaque) au jour 0 et au jour 7. Le biomatériau avec les cellules est ensuite récupéré au 14ème jour de différenciation. Les protéines ou les ARN totaux sont alors extraits puis étudiés par « Western-blot » et RT-QPCR respectivement, selon les méthodes décrites pour les chondrocytes. Les cellules souches obtenues par culture monocouche sont caractérisées par immunophénotypage (CD44, CD73, CD90, CD105) et leur multipotence est validée par différenciation, en parallèle, des cellules souches en adipocytes, en ostéoblastes et en chondrocytes (résultats non montrés). Pour la définition du lignage chondrocytaire, sont associés pour la culture des facteurs chondrogéniques (TGF-βΙ et BMP-2), un biomatériau (éponge de collagène de type I), une tension d'oxygène et des ARN interférents ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl. In order to reduce the amount of type I collagen, siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen (Qiagen) are added by transfection during the MSC differentiation step (100 nM each) on day 0 and at day 7. the biomaterial with cells is then recovered at day 14 of differentiation. The total proteins or RNA are then extracted and studied by "Western-blot" and RT-QPCR respectively, according to the methods described for chondrocytes. The stem cells obtained by monolayer culture are characterized by immunophenotyping (CD44, CD73, CD90, CD105) and their multipotency is validated by differentiation, in parallel, of the stem cells into adipocytes, osteoblasts and chondrocytes (results not shown). For the definition of the chondrocyte lineage, are associated for the cultivation of chondrogenic factors (TGF-βΙ and BMP-2), a biomaterial (collagen type I sponge), an oxygen tension and interfering RNAs targeting collagen type I and / or HtrAl.
SiRNAs :  SiRNAs:
Les siRNA COL1A1 et contrôle sont décrits ci-dessus à l'exemple 1.  The siRNAs COL1A1 and control are described above in Example 1.
Le siRNA HTRA1 est décrit ci-dessus à l'exemple 2. SiRNA HTRA1 is described above in Example 2.
rhBMP-2 recombinant human Bone Morphogenetic Protein-2') : L'ADNc codant la BMP-2 humaine (R&D Systems) est exprimé dans des cellules CHO (« Chinese Hamster Ovary cells »). Après clivage protéolytique du peptide signal et du propeptide, la BMP-2 recombinante mâture forme un homodïmère ou des hétérodimères avec d'autres membres de sa famille (exemple avec BMP-7), chaque monomère étant chacun constitué de 114 acides aminés. La BMP-2 a été ajoutée au milieu de culture à une concentration finale de 50 ng/ml.  rhBMP-2 Recombinant Human Bone Morphogenetic Protein-2 '): The cDNA encoding human BMP-2 (R & D Systems) is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary cells") cells. After proteolytic cleavage of the signal peptide and the propeptide, the mature recombinant BMP-2 forms a homodimeric or heterodimers with other members of its family (example with BMP-7), each monomer being each composed of 114 amino acids. BMP-2 was added to the culture medium at a final concentration of 50 ng / ml.
TGF-βΙ f« Transformina arowth factor-BÏ) : L'ADNc codant le TGF-βΙ est exprimé dans des cellules CHO (« Chinese Hamster Ovary œlls »). Le TGF-βΙ a été ajouté au milieu de culture à une concentration finale de 10 ng/ml.  TGF-βΙ "Transformina arowth factor-B"): The cDNA encoding TGF-βΙ is expressed in CHO ("Chinese Hamster Ovary") cells. TGF-βΙ was added to the culture medium at a final concentration of 10 ng / ml.
Éponges de collagènes de type I (SYMATESE Biomatériaux, Chaponost, France) : elles sont caractérisées par un diamètre de 5 mm et une épaisseur de 2 mm. Elles présentent une structure tridimensionnelle adéquate à la culture 3D. Les réseaux de fibres de collagène I forment des pores dont le diamètre moyen est de 150 pm. Ce biomatériau est d'origine bovine, et avec ses fibres de collagène I réticulées, il est biologiquement inactif et biodégradable.  Type I collagen sponges (SYMATESE Biomaterials, Chaponost, France): they are characterized by a diameter of 5 mm and a thickness of 2 mm. They have a three-dimensional structure suitable for 3D culture. The collagen fiber networks I form pores with an average diameter of 150 μm. This biomaterial is of bovine origin, and with its crosslinked collagen I fibers, it is biologically inactive and biodegradable.
Culture cellulaire : après 5 passages et une fois à confluence, les CSM ont été décollées par un mélange trypsine-EDTA (0,25% trypsine/1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) puis centrifugées. Après centrifugation, elles sont ensemencées à raison de 500 000 cellules par éponge de collagène et mis à sécher pendant une heure à 37°C pour permettre l'adhérence à l'éponge de collagène. Pour finir, les cellules souches ont été placées en hypoxie (<5%), en présence ou non de 50 ng/ml de rhBMP-2 et de 10 ng/ml de TGF-βΙ dans du milieu ICM puis sont cultivées pendant une période de 14 jours. Parallèlement, des copeaux de cartilage ont été préparés à partir de chondrocytes articulaires humains (CAH) qui ont été prélevés sur des zones de cartilage sain (région non portante de cartilage au niveau d'une articulation saine). Cell culture: After 5 passages and once at confluence, the MSCs were peeled off with a trypsin-EDTA mixture (0.25% trypsin / 1 mM EDTA, Fisher Bioblock Scientific) and then centrifuged. After centrifugation, they are seeded at 500,000 cells per collagen sponge and allowed to dry for one hour at 37 ° C to allow adhesion to the collagen sponge. Finally, the stem cells were placed in hypoxia (<5%), in the presence or absence of 50 ng / ml of rhBMP-2 and 10 ng / ml of TGF-βΙ in ICM medium and then cultured for a period 14 days. At the same time, cartilage chips were prepared from human articular chondrocytes (CAH) that were collected from areas of healthy cartilage (a non-bearing area of cartilage at a healthy joint).
Les chondrocytes isolés à l'issue de la digestion ont subi une extraction d'ARN totaux ou protéique et employés dans les expériences de RT-PCR en temps réel et de «Western-blot», les chondrocytes issus de cartilage sain étant employés comme témoins.  The chondrocytes isolated after digestion were extracted with total or protein RNA and used in real-time RT-PCR and Western-blot experiments, with chondrocytes derived from healthy cartilage being used as controls. .
Transfection des siRNAs par lINTERFERin®:  Transfection of siRNAs by INTERFERin®:
Les siRNA (siRNA contrôle, siRNA COL1A1, siRNA HTRAJ ont été incorporés dans les cellules souches en employant lINTERFERin® comme agent de transfection. (Polyplus transfection™). The siRNA (control siRNA, siRNA COL1A1, siRNA HTRAJ were incorporated into stem cells using lINTERFERin ® as transfection agent. (Polyplus transfection ™).
« Western-blot » : Les cellules ensemencées dans les éponges de collagène de type I ont été rincées au PBS IX (« Phosphate Buffered Saline », Fisher Bioblock Scientific) et lysées à raison de 100 μΙ de tampon RIPA (« Radioimmunoprecipitation assay buffer ») par éponge, puis ont ensuite été agitées (vortex) toutes les 10 minutes pendant une heure. L'extraction protéique s'est poursuivie en retirant chaque éponge et en les pressant une à une afin de récupérer le maximum de protéines. Le surnageant contenant les extraits cytoplasmiques a enfin été prélevé après une centrifugation de 30 minutes à 14000 g. La concentration en protéines de nos échantillons a été déterminée par la méthode de Bradford. 20 pg de chaque échantillon a été mis en contact avec un tampon de dénaturation (2,5 ml de glycérol 100%; 2 ml de SDS 10%; 1 ml de bleu de bromophénol 1%; 600 μΙ de Tris-HCI 1M pH 6,8; 0,5 ml de β-mercaptoéthanol) et chauffés à 95°C pendant 5 minutes. Une électrophorèse sur gel de polyacrylamide en conditions dénaturantes (SDS-PAGE) a été effectuée. Les protéines du gel ont ensuite été transférées sur une membrane PVDF (Poly Vinylidène DiFluoride, illipore) par un électro-transfert de 1 h 30. La membrane ayant été au préalable activée par trois bains successifs : méthanol 100% (1 min), eau distillée (deux fois 1 min) et tampon de transfert IX (15 min). A la fin du transfert, la membrane a été lavée par du « Tris Buffered Saline-Tween » (TBS-T). Le blocage des sites non spécifiques de la membrane a été réalisé par une incubation dans du TBS-T contenant 10% de lait écrémé pendant 1 h à température ambiante et sous agitation. La membrane a ensuite été lavée par du TBS-T puis incubée pendant 15 h à 4°C en présence de l'anticorps primaire (Ac Iaira) dirigé contre la protéine d'intérêt (Collagène de type II, l/2000ème, Novotec, Collagène de type I, l/3000ème, Novotec, HtrAl, l/2000ème, Millipore, réf. AB15852), Collagène de type X (l/1000ème, Sigma, C7974-ZML), Collagène de type III (l/1000ème + 5% de lait écrémé, Santa Cruz Biotechnology sc-28888) et GAPDH (Glyceraldéhyde 3 Phosphate Déshydrogénase), l/2000ème, Santa Cruz Biotechnology). Le lendemain, une série de rinçages de la membrane a été effectuée avec du TBS-T, puis celle-ci a été incubée en présence de l'anticorps secondaire (Ac IFire, anti-lapin, l/6000ème, Tebu-Bio ou Ac IIaire, anti-souris, l/6000ème) 1 h à température ambiante. Les protéines ont enfin été révélées à l'aide d'un kit de détection (« Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate », PIERCE). "Western-blot": The cells seeded in type I collagen sponges were rinsed with PBS IX ("Phosphate Buffered Saline" Fisher Bioblock Scientific) and lysed at 100 μΙ of RIPA buffer ("radioimmunoprecipitation assay buffer" ) by sponge, then were shaken (vortexed) every 10 minutes for one hour. Protein extraction was continued by removing each sponge and pressing them one by one in order to recover the maximum amount of protein. The supernatant containing the cytoplasmic extracts was finally removed after centrifugation for 30 minutes at 14,000 g. The protein concentration of our samples was determined by the Bradford method. 20 μg of each sample was contacted with denaturation buffer (2.5 ml of 100% glycerol, 2 ml of 10% SDS, 1 ml of bromophenol blue 1%, 600 μl of 1M Tris-HCl pH 6 0.8 ml of β-mercaptoethanol) and heated at 95 ° C for 5 minutes. Polyacrylamide gel electrophoresis under denaturing conditions (SDS-PAGE) was performed. The proteins of the gel were then transferred to a PVDF (Poly Vinylidene DiFluoride, illipore) membrane by electro-transfer for 1 h 30. The membrane was first activated by three successive baths: 100% methanol (1 min), water distilled (twice 1 min) and IX transfer buffer (15 min). At the end of the transfer, the membrane was washed with "Tris Buffered Saline-Tween" (TBS-T). Blocking of nonspecific sites of the membrane was achieved by incubation in TBS-T containing 10% skimmed milk for 1 h at room temperature and with stirring. The membrane was then washed with TBS-T and then incubated for 15 h at 4 ° C. in the presence of the primary antibody (Ac I aira ) directed against the protein of interest (Collagen type II, l / 2000 th , Novotec, Collagen of Type I, l / 3000th, Novotec, HtrAl, l / 2000th, Millipore, ref. AB15852), Collagen Type X (l / 1000th, Sigma, C7974-ZML) Collagen type III (l / 1000th + 5% skimmed milk, Santa Cruz Biotechnology sc-28888) and GAPDH (Glyceraldehyde 3-Phosphate Dehydrogenase ), l / 2000 th , Santa Cruz Biotechnology). The next day, a series of rinses of the membrane was performed with TBS-T, and then it was incubated in the presence of the secondary antibody (Ac IF Iire , anti-rabbit, 1/6000 th , Tebu-Bio or Ac II area , anti-mouse, 1/6000 th ) 1 h at room temperature. The proteins were finally revealed using a detection kit ("Super Signal West Pico Chemiluminescent Substrate", PIERCE).
RT-PCR temps réel : Les cellules ont été lysées avec du TRIzol Reagent®,Real-time RT-PCR: The cells were lysed with TRIzol Reagent ® ,
Invitrogen. 1 pg d'ARN total a été traité par 1 μΙ de désoxyribonucléase I (DNase I, Invitrogen) pendant 15 min à 25°C. La réaction a été arrêtée par l'ajout de 1 μ! d'EDTA 0,5 mM, puis suivie par une incubation de 10 min à 65°C. Les échantillons digérés par la DNase ont ensuite été rétro-transcrits en ADNc. La réaction a été réalisée en présence d'un mélange composé de 5 μΙ du tampon de la transcriptase inverse 10X, de 1 μΙ de la transcriptase inverse « Moloney Murine Leukemia virus » à 200 unités/μΙ (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), de 1 μΙ d'oligodT, de 2 μΙ d'un mélange des quatre désoxyribonucléotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μΜ au final, Fisher Bioblock Scientific) et de 1 μΙ de RNAse-out (40 U/μΙ, Invitrogen). Le volume a été complété à 15 μΙ avec de l'eau traitée par le DEPC (dî-éthyl-pyro- carbonate). La réaction de transcription inverse s'est faite pendant une période de 1 h à 37°C, précédée d'un cycle de chauffage de 10 min à 25°C. Après la transcription inverse, les échantillons d'ADNc obtenus ont été dilués au l/100ème puis utilisés dans des expériences de PCR en temps réel. Pour ce faire, l'amplification du gène étudié a été réalisée en triplicate dans des plaques de 96 puits, selon les instructions de l'appareil « ABI Prism 7000 SDS » (Applied Biosystems). Les échantillons ont été amplifiés à l'aide d'un mélange SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) et à l'aide des amorces tel que décrit dans les Tableaux 1 (COLIAI, COL2A1 et RPL13) et 2 (COL9A1, COL11A1, Agrécanne, HTRA1 et COL2B) ci-dessus et dans le Tableau 3 ci-dessous. Les taux d'ARNm des gènes COLIAI, COL2A1, C0L3A1, COL9A1, COL11A1, COL10A1, HTRA1, Agrécanne, Sox9, HIF-Ι α, HIF-2a, COL2A, COL2B, ïntégrine-βΐ, Ostéocalcine et Cbfa-1 ont été estimés après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13. Tableau 3 Invitrogen. 1 μg of total RNA was treated with 1 μl of deoxyribonuclease I (DNase I, Invitrogen) for 15 min at 25 ° C. The reaction was stopped by the addition of 1 μ! 0.5 mM EDTA followed by a 10 min incubation at 65 ° C. The samples digested with DNase were then retro-transcribed into cDNA. The reaction was carried out in the presence of a mixture consisting of 5 μl of the 10X reverse transcriptase buffer, 1 μl of the "Moloney Murine Leukemia virus" reverse transcriptase at 200 units / μl (MMLV, Fisher Bioblock Scientific), 1 μl of oligodT, 2 μl of a mixture of the four deoxyribonucleotides (dATP, dCTP, dGTP, dTTP, 20 μl final, Fisher Bioblock Scientific) and 1 μl of RNAse-out (40 U / μl, Invitrogen) . The volume was supplemented to 15 μl with water treated with DEPC (ethyl-pycarbonate). The reverse transcription reaction was carried out for a period of 1 h at 37 ° C, preceded by a 10 min heating cycle at 25 ° C. After reverse transcription, cDNA samples obtained were diluted to l / 100th then used in PCR experiments in real time. To do this, the amplification of the gene studied was carried out in triplicate in 96-well plates, according to the instructions of the device "ABI Prism 7000 SDS" (Applied Biosystems). The samples were amplified using a SYBR Green PCR Master Mix (Applied Biosystems) and using the primers as described in Tables 1 (COLIAI, COL2A1 and RPL13) and 2 (COL9A1, COL11A1, Agrecan, HTRA1 and COL2B) above and in Table 3 below. The mRNA levels of the COLIAI, COL2A1, C0L3A1, COL9A1, COL11A1, COL10A1, HTRA1, Agrecan, Sox9, HIF-α, HIF-2a, COL2A, COL2B, Integrin-β, Osteocalcin and Cbfa-1 genes were estimated. after normalization against the reference gene RPL13. Table 3
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Analyses statistiques : Pour les RT-PC , les résultats sont représentés sous forme d'histogrammes d'une expérience représentative et représentent la moyenne de trois mesures ± SD. La significativîté des valeurs a été évaluée grâce à un test t de Student (*p<0,05 ; **p<0,01 ; ***p<0,001) RESULTATS Statistical analyzes: For RT-PCs, the results are represented as histograms of a representative experiment and represent the average of three ± SD measures. Significance of values was assessed using Student's t-test (* p <0.05; ** p <0.01; *** p <0.001) RESULTS
Effets des siRNA COL1A1 et/ou HtrAl sur l'induction du lignage chondrocytaire de cellules souches mésenchymateuses issues de moelle osseuse  Effects of COL1A1 and / or HtrAl siRNA on induction of chondrocyte lineage of mesenchymal stem cells derived from bone marrow
Des cellules souches mésenchymateuses humaines issues de moelle osseuse ont été cultivées dans des éponges de collagène de type I à raison de 500 000 cellules / éponge en présence de siRNA COL1A1 et/ou HtrAl (100 nM, entre les jours 0 et 3 jours puis 100 nM entre 7 et 10 jours). Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (<5% 02) en présence de BMP-2 (50 ng/ml) et de TGF-βΙ (10 ng/ml) pendant 14 jours. Les taux moyens d'ARNm des gènes COL1A1, C0L2A1, HtrAl, Agrécanne, COL10A1, COL3A1 ont été estimés par RT-PCR en temps réel après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13 (UA: Unité Arbitraire). Les résultats sont regroupés sur les Figures 9A à 9F. Les ratio des taux d'ARNm COL2A1/COL1A1 et Agrécanne/COLIAI permettant de définir l'index de différenciation des cultures de chondrocytes ont également été mesurés dans les différentes conditions expérimentales et sont représentés sur les Figures 9G et 9H. Les résultats d'une expérience représentative sont présentés. Bone marrow derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNA COL1A1 and / or HtrA1 (100 nM, between days 0 and 3 days and then 100 nM between 7 and 10 days). Cells were cultured under hypoxic conditions (<5% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF-βΙ (10 ng / ml) for 14 days. The average mRNA levels of the COL1A1, C0L2A1, HtrA1, Agrecan, COL10A1, COL3A1 genes were estimated by RT-PCR in real time after normalization against the reference gene RPL13 (AU: Arbitrary Unit). The results are collated in Figures 9A-9F. The ratio of the COL2A1 / COL1A1 and Agrecan / COLIAI mRNA levels making it possible to define the chondrocyte culture differentiation index were also measured under the various experimental conditions and are represented in FIGS. 9G and 9H. The results of a representative experiment are presented.
Effets des siRNA COL1A1 et/ou HtrAl sur les taux protéiques des collagènes de types I, II, III, X et HtrAl. Effects of COL1A1 and / or HtrAl siRNA on protein levels of type I, II, III, X and HtrAl collagens.
Des cellules souches mésenchymateuses humaines issues de moelle osseuse ont été cultivées dans des éponges de collagène de type I à raison de 500 000 cellules / éponge en présence de siRNA ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl (100 nM, entre les jours 0 et 3 jours puis 100 nM entre 7 et 10 jours). Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (<5% 02) en présence de BMP-2 (50 ng/ml) et de TGF-βΙ (10 ng/ml) pendant 14 jours. Des extraits protéiques totaux isolés à partir des éponges colonisées par les cellules ont été soumis à une électrophorèse SDS-PAGE en vue d'une analyse par « Western-Blot » avec des anticorps anti-collagène I, II, III, X, anti-HtrAl et anti-GAPDH. Les résultats sont regroupés sur la Figure 10 qui correspond à un « Western-Blot » représentatif. Profil phénotypique des cellules différenciées après induction du lignage chondrocytaire en hypoxie sous l'effet des siRNA COL1A1 et HtrAl. Bone marrow-derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen (100 nM, between 0 days). and 3 days then 100 nM between 7 and 10 days). Cells were cultured under hypoxic conditions (<5% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF-βΙ (10 ng / ml) for 14 days. Total protein extracts isolated from the sponges colonized by the cells were subjected to SDS-PAGE electrophoresis for Western blot analysis with anti-collagen I, II, III, X, anti-collagen antibodies. HtrAl and anti-GAPDH. The results are grouped in Figure 10 which corresponds to a representative "Western-Blot". Phenotypic profile of differentiated cells after induction of chondrocyte lineage in hypoxia under the effect of siRNAs COL1A1 and HtrAl.
Des cellules souches mésenchymateuses humaines issues de moelle osseuse ont été cultivées dans des éponges de collagène de type I à raison de 500 000 cellules / éponge en présence de siRNA ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl (5, 25, 50 4 Bone marrow derived human mesenchymal stem cells were cultured in type I collagen sponges at 500,000 cells / sponge in the presence of siRNAs targeting type I and / or HtrA1 collagen (5, 25, 50). 4
et 100 nM, entre les jours 0 et 3 jours). Les cellules ont été cultivées dans des conditions hypoxiques (3% 02) en présence de BMP-2 (50 ng/ml) et de TGF-βΙ (10 ng/ml pendant 14 jours. Les taux moyens d'ARNm de 16 gènes COL1A1, COL2A1, COL2A1-2A, COL2A1-2B, HtrAl, Agrécanne, COL10A1, COL3A1, COL9A1, COL11A1, SOX9, HIF-lalpha, HIF-2alp a, Intégrine-βΐ, Cbfal et ostéocalcine ont été estimés par RT-PCR en temps réel après normalisation vis-à-vis du gène de référence RPL13 (UA: Unité Arbitraire) et permettent d'établir le profil phénotypique des cellules représenté sur la Figure 11. Le profil phénotypique est également établi pour des chondrocytes isolés à partir de cartilage sain. and 100 nM between days 0 and 3 days). The cells were cultured under hypoxic conditions (3% O 2 ) in the presence of BMP-2 (50 ng / ml) and TGF-βΙ (10 ng / ml for 14 days) The average levels of mRNA of 16 genes COL1A1, COL2A1, COL2A1-2A, COL2A1-2B, HtrAl, Agrecan, COL10A1, COL3A1, COL9A1, COL11A1, SOX9, HIF-lalpha, HIF-2alp, Integrin-β, Cbfal and osteocalcin were estimated by RT-PCR in real time after normalization against the reference gene RPL13 (AU: Arbitrary Unit) and allow to establish the phenotypic profile of the cells shown in Figure 11. The phenotypic profile is also established for chondrocytes isolated from cartilage healthy.
Des études préliminaires ont montré que la BMP-2 seule n'était pas capable d'induire la synthèse, par les cellules souches cultivées en éponge de collagène en condition hypoxique, des marqueurs phénotypiques des chondrocytes. Le lignage chondrocytaire n'est donc pas engagé dans ces conditions alors que ces mêmes conditions stabilisent le phénotype des cellules différenciées que sont les chondrocytes.  Preliminary studies have shown that BMP-2 alone is not able to induce the synthesis, by hypoxic-sponge collagen-derived stem cells, of phenotypic markers of chondrocytes. The chondrocyte lineage is therefore not engaged under these conditions whereas these same conditions stabilize the phenotype of the differentiated cells that are the chondrocytes.
Par contre, l'addition d'une autre cytokine, le TGF-βΙ, à la combinaison [BMP- 2+éponge+hypoxie] induit la différenciation des CSM en chondrocytes, comme l'attestent les résultats de la Figure 9. Cependant, les cellules après 14 jours de culture synthétisent toujours du collagène de type I, d'où l'utilisation de l'interférence par l'ARN ciblant le collagène de type I et/ou HtrAl, pour stabiliser le phénotype chondrocytaire.  In contrast, the addition of another cytokine, TGF-βΙ, to the combination [BMP-2 + sponge + hypoxia] induces the differentiation of MSCs into chondrocytes, as evidenced by the results in Figure 9. However, cells after 14 days of culture always synthesize type I collagen, hence the use of RNA interference targeting type I collagen and / or HtrA1, to stabilize the chondrocyte phenotype.
Plus précisément, la combinaison [BMP-2+TGF-pi+éponge+hypoxie] induit une très forte expression du gène du collagène de type II et dans une moindre mesure celle du gène de l 'agrécanne (Figure 9A et 9D). Néanmoins, le taux élevé de messager du collagène de type I associé à ces conditions expérimentales est très significativement réduit en présence de siRNA COL1A1 ou de siRNA COL1A1 + HtrAl (Figure 9B). Cependant, l'utilisation de siRNA COL1A1 seul réduit les taux de messagers de l'agrécanne (Figure 9D) alors que celle du siRNA HtrAl , au-delà de l'inhibition des taux de messagers HtrAl (Figure 9C), est associée à une augmentation des messagers de l'agrécanne (Figure 9D) et n'a pas d'impact sur l'expression du collagène de type I. L'utilisation combinée des siRNA COL1A1 et HtrAl permet ainsi une forte expression des messagers du collagène de type II, de l'agrécanne tout en réduisant les taux des messagers du collagène de type I, dont la valeur est inférieure à celle retrouvée dans le cartilage sain. L'index de 35 FR2011/052198 More specifically, the combination [BMP-2 + TGF-β + sponge + hypoxia] induces a very strong expression of the type II collagen gene and to a lesser extent that of the aggrecan gene (FIGS. 9A and 9D). Nevertheless, the high level of messenger type I collagen associated with these experimental conditions is very significantly reduced in the presence of siRNA COL1A1 or siRNA COL1A1 + HtrAl (Figure 9B). However, the use of siRNA COL1A1 alone reduces the messenger rates of agrecan (Figure 9D) while that of HtrAl siRNA, beyond the inhibition of HtrAl messenger rates (Figure 9C), is associated with increased messenger aggrecan (Figure 9D) and has no impact on the expression of collagen type I. The combined use of siRNA COL1A1 and HtrAl thus allows a strong expression of messengers type II collagen , aggrecan while reducing the rates of messengers of type I collagen, whose value is lower than that found in healthy cartilage. The index of 35 FR2011 / 052198
différenciation avec les deux siRNA, évalué par le ratio collagène de type II / collagène de type I (Figure 9G), est donc amélioré pour atteindre celui des chondrocytes issus de cartilage sain. Cet index de différenciation est également conforté par le ratio agrécanne / collagène de type I qui est le plus significativement augmenté par la combinaison [B P-2+TGF- l+éponge+hypoxie] + siRNA COLIAI et HtrAl. Dans ces mêmes conditions, l'expression du collagène de type III est contenue au niveau des messagers (Figure 9F) et n'est que peu perceptible au niveau protéique (Figure 10). De plus, l'expression du collagène de type X, bien qu'augmentée au niveau des messagers (Figure 9E), n'est que peu perceptible au niveau protéique (Figure 10). En ce qui concerne le collagène de type II, sont observés en « Western-blot » des taux protéiques plus élevés que dans le cartilage sain pour la forme de 220 kDa, largement augmentés mais plus faibles que dans le cartilage sain, pour la forme mature de 135 KDa. Enfin, l'interférence par l'ARN utilisant les deux siRNA COLIAI et HtrAl empêche quasiment la synthèse protéique de collagène de type I (Figure 10). Differentiation with both siRNAs, evaluated by the collagen type II / collagen type I ratio (Figure 9G), is therefore improved to reach that of chondrocytes derived from healthy cartilage. This differentiation index is also supported by the aggrecan / collagen type I ratio which is most significantly increased by the combination [B P-2 + TGF-1 + sponge + hypoxia] + siRNA COLIAI and HtrAl. Under these same conditions, the expression of type III collagen is contained in the messenger (Figure 9F) and is only slightly noticeable at the protein level (Figure 10). In addition, the expression of X-type collagen, although increased at the level of messengers (Figure 9E), is only slightly noticeable at the protein level (Figure 10). For type II collagen, higher than normal healthy cartilage levels in the form of 220 kDa were observed in Western blot, significantly increased but lower than in healthy cartilage, for the mature form. of 135 KDa. Finally, RNA interference using both COLIAI and HtrAl siRNA virtually prevents protein synthesis of type I collagen (Figure 10).
Ces résultats montrent que les cellules souches se sont bien engagées dans le lignage chondrocytaire acquérant avec les conditions expérimentales un index de différenciation comparable à celui des chondrocytes issus de cartilage sain.  These results show that the stem cells are well engaged in the chondrocyte lineage, acquiring with the experimental conditions a differentiation index comparable to that of chondrocytes derived from healthy cartilage.
L'analyse des gènes a été élargie pour atteindre 16 gènes définissant le profil phénotypique chondrocytaire à atteindre par les cellules souches dans leur lignage chondrocytaire.  Gene analysis has been expanded to 16 genes defining the chondrocyte phenotypic profile to be reached by stem cells in their chondrocyte lineage.
Ce profil phénotypique chondrocytaire est établi sur la base de 3 grandes familles de gènes : i : les gènes caractéristiques des chondrocytes articulaires ; ii : les gènes caractéristiques des chondrocytes hypertrophiques ; iii : les gènes caractéristiques des chondrocytes arthrosiques.  This phenotypic chondrocyte profile is established on the basis of 3 major gene families: i: the characteristic genes of articular chondrocytes; ii: the characteristic genes of hypertrophic chondrocytes; iii: the characteristic genes of osteoarthritic chondrocytes.
Chondrocytes Chondrocytes Chondrocytes articulaires hypertrophiques voire arthrosiques Chondrocytes Chondrocytes Hypertrophic and even osteoarthritic articular chondrocytes
ostéoblastes  osteoblasts
COL2A1, COL2A1-2A* COL10A1, Ostéoca/cine, COLIAI, COL3A1, HtrAl COL2A1-2B**, COL9A1, Cbfal, HIF-2a  COL2A1, COL2A1-2A * COL10A1, Osteoca / cine, COLIAI, COL3A1, HtrA1 COL2A1-2B **, COL9A1, Cbfal, HIF-2a
COL11A1, Agrécanne, COL11A1, Agrecanne,
Intégrine-βΐ, SOX9, HIF- la Integrin-βΐ, SOX9, HIF-la
*Chondrocytes arl :iculaires immatures et **ma tures Le profil phénotypique obtenu à partir de chondrocytes issus de cartilage sain (Figure 11) se caractérise par /'- une forte expression des messagers des constituants majeurs de la matrice du cartilage : Agrécanne, COL2A1, COL11A1, COL9A1 et des activateurs de la signalisation de la synthèse des constituants matriciels spécifiques: intégrine-βΐ, HIF-Ια, SOX9. ih une faible expression/expression basale des messagers des molécules caractéristiques des chondrocytes arthrosiques : COL1A1, COL3A1 et HtrAl et iih une faible expression/expression basale des messagers des molécules caractéristiques des chondrocytes hypertrophiques (à l'exception de COL10AÏ). * Immature and immature chondrocytes The phenotypic profile obtained from chondrocytes from healthy cartilage (Figure 11) is characterized by / '- a strong expression of the messenger of the major constituents of the cartilage matrix: aggrecan, COL2A1, COL11A1, COL9A1 and signaling activators the synthesis of specific matrix constituents: integrin-βΐ, HIF-Ια, SOX9. low expression / basal expression of the messengers of the characteristic molecules of osteoarthritic chondrocytes: COL1A1, COL3A1 and HtrA1 and iih low expression / basal expression of the messengers of the molecules characteristic of hypertrophic chondrocytes (with the exception of COL10A1).
Plus précisément, les constituants majeurs du cartilage hyalin, agrécanne et collagène de type II, se distribuent sur une couronne/échelle allant de 100 à 100 000 alors que les constituants du cartilage arthrosique fibrocartilagineux que sont COL1A1 et COL3A1 sont sur la couronne/échelle 1 à 10 tout comme les marqueurs des chondrocytes hypertrophiques à l'exception du collagène de type X qui se situe entre 10 et 100. Pour les cellules obtenues avec la combinaison [B P-2+TGF- βΐ+éponge+hypoxie] + siRNA COL1A1 et HtrAl, le profil est superposable avec une distribution des différents constituants très proche de celle observée avec le cartilage sain. Si l'on compare ce dernier profil avec celui des cellules cultivées en absence de B P-2, de TGF-βΙ et de siRNA COLlAl/HtrAl, on observe une réelle différence correspondant à l'acquisition du phénotype chondrocytaire recherché par les cellules souches avec la combinaison [BMP-2+TGF-pi+éponge+hypoxie] + siRNA COL1A1 et HtrAl, au regard également du profil du cartilage sain.  Specifically, the major constituents of hyaline cartilage, aggrecan and collagen type II, are distributed on a crown / scale ranging from 100 to 100,000 whereas the constituents of fibrocartilaginous arthritic cartilage COL1A1 and COL3A1 are on the crown / scale 1 at 10 as well as markers of hypertrophic chondrocytes with the exception of X-type collagen which is between 10 and 100. For cells obtained with the combination [B P-2 + TGF-βΐ + sponge + hypoxia] + siRNA COL1A1 and HtrAl, the profile is superimposable with a distribution of the different constituents very close to that observed with healthy cartilage. If we compare this latter profile with that of the cells cultured in the absence of B P-2, TGF-βΙ and siRNA COLlAl / HtrAl, a real difference is observed corresponding to the acquisition of the chondrocyte phenotype sought by the stem cells. with the combination [BMP-2 + TGF-pi + sponge + hypoxia] + siRNA COL1A1 and HtrAl, also with regard to the healthy cartilage profile.
Ces résultats, où sont appréhendés l'index de différenciation par les ratio COL2A1/COL1A1 et Agrécanne/COLIAI conforté par l'étude des taux protéiques, et en parallèle, le profil phénotypique chondrocytaire, montrent que les cellules souches de moelle osseuse acquièrent un phénotype chondrocytaire et que les cellules au terme de la culture (14 jours) avec la combinaison [BMP-2+TGF- βΐ+éponge+hypoxie] + siRNA COL1A1 et HtrAl, synthétisent une matrice extrêmement qualitative, de type cartilage hyalin.  These results, in which the index of differentiation by the ratios COL2A1 / COL1A1 and Agrecanne / COLIAI supported by the study of protein levels, and in parallel, the phenotypic chondrocyte profile, show that the bone marrow stem cells acquire a phenotype. chondrocyte and that the cells at the end of the culture (14 days) with the combination [BMP-2 + TGF-βΐ + sponge + hypoxia] + siRNA COL1A1 and HtrAl, synthesize an extremely qualitative matrix, hyaline cartilage type.
L'ensemble des résultats obtenus témoigne d'une importante diminution du collagène de type I, tant au niveau de ses taux moyens d'ARNm qu'au niveau protéique. De plus, ils démontrent que l'interférence à l'ARNm constitue une approche efficace pour diminuer la production de cet isotype collagénique atypique du cartilage articulaire sain qui est induit lorsque le cartilage articulaire devient arthrosique. Nos résultats montrent également une augmentation du ratio collagene de type Il/type I, et des ratios des taux d'ARNm C0L2A1/C0L1A1, COL9A1/COL1A1, COL11A1/COL1A1, Agrécanne/COLIAI, etc. reflétant une nette amélioration de l'état de différenciation des chondrocytes. All the results obtained show a significant decrease in type I collagen, both in terms of its average levels of mRNA and protein level. In addition, they demonstrate that interference with mRNA is an effective approach to decrease the production of this atypical collagenic isotype of healthy joint cartilage that is induced when articular cartilage becomes osteoarthritis. Our results also show an increase in collagen type II / type I ratio, and ratios of mRNA levels C0L2A1 / C0L1A1, COL9A1 / COL1A1, COL11A1 / COL1A1, Agrecan / COLIAI, etc. reflecting a marked improvement in the state of differentiation of chondrocytes.
Le procédé selon l'invention permet donc d'induire l'augmentation des marqueurs spécifiques du cartilage et la diminution des marqueurs non spécifiques, ce qui conduit à une forte augmentation de l'index de différenciation des chondrocytes cultivés in vitro.  The method according to the invention therefore makes it possible to induce the increase of cartilage-specific markers and the decrease of non-specific markers, which leads to a sharp increase in the differentiation index of chondrocytes cultured in vitro.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'obtention in vitro ou ex vivo de chondrocytes articulaires différenciés caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : 1. Process for obtaining in vitro or ex vivo differentiated articular chondrocytes characterized in that it comprises the following steps:
- mettre en culture des chondrocytes articulaires dédifférenciés ou différenciés ou des cellules souches mésenchymateuses,  - to culture dedifferentiated or differentiated articular chondrocytes or mesenchymal stem cells,
- cultiver ces cellules dans des conditions de faible tension en oxygène, en présence de BMP-2 (« Bone Morphogenetic Protein-2 ») et dlnhibiteur(s) spécifique(s) du collagène de type I.  culturing these cells under conditions of low oxygen tension, in the presence of BMP-2 ("Bone Morphogenetic Protein-2") and specific inhibitor (s) of type I collagen.
2. Procédé d'obtention selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chondrocytes articulaires qui sont mis en culture sont des chondrocytes articulaires adultes.  2. Method of obtaining according to claim 1, characterized in that the articular chondrocytes which are cultured are adult articular chondrocytes.
3. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chondrocytes différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses qui sont mises en culture sont d'origine humaine ou équine.  3. Process for obtaining according to any one of the preceding claims, characterized in that the differentiated or dedifferentiated chondrocytes or the mesenchymal stem cells which are cultured are of human or equine origin.
4. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chondrocytes différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses sont cultivés dans des conditions de culture inférieures ou égales à 10% d'02. 4. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the differentiated or dedifferentiated chondrocytes or the mesenchymal stem cells are cultured under culture conditions of less than or equal to 10% of O 2 .
5. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les chondrocytes différenciés ou dédifférenciés ou les cellules souches mésenchymateuses sont cultivés au sein d'un biomatériau, de préférence au sein d'épongés de collagène de type I.  5. Production method according to any one of the preceding claims, characterized in that the differentiated or dedifferentiated chondrocytes or mesenchymal stem cells are cultured within a biomaterial, preferably within type I collagen sponges. .
6. Procédé d'obtention selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les cellules souches mésenchymateuses sont non-humaines lorsque ce sont des cellules souches mésenchymateuses embryonnaires ou de lignée germinale.  6. Method of obtaining according to the preceding claim, characterized in that the mesenchymal stem cells are non-human when they are embryonic mesenchymal stem cells or germ line.
7. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la présence de BMP-2 est assurée à la fois par ajout de la molécule BMP-2 directement dans le milieu de culture et en empêchant sa dégradation et/ou son inactivation ou celle(s) de son récepteur.  7. Production process according to any one of the preceding claims, characterized in that the presence of BMP-2 is ensured both by adding the molecule BMP-2 directly into the culture medium and preventing its degradation and / or its inactivation or that (s) of its receiver.
8. Procédé d'obtention selon la revendication 7, caractérisé en ce que la présence de BMP-2 est assurée à la fois par ajout de la molécule BMP-2 directement dans le milieu de culture et en utilisant un siRNA HTRA1. 8. Production process according to claim 7, characterized in that the presence of BMP-2 is ensured both by adding the molecule BMP-2 directly into the culture medium and using a siRNA HTRA1.
9. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inhibiteurs du collagène de type I sont des si RIMA. 9. Production method according to any one of the preceding claims, characterized in that the type I collagen inhibitors are RIMA si.
10. Procédé d'obtention selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les inhibiteurs du coilagène de type I sont des siRNA et la présence de BMP-2 est assurée par l'ajout de BMP-2 directement dans le milieu de culture et par l'utilisation d'un siRNA HTRA1.  10. Production method according to any one of the preceding claims, characterized in that the inhibitors of type I collagen are siRNA and the presence of BMP-2 is ensured by the addition of BMP-2 directly into the medium. culture and use of a siRNA HTRA1.
11. Chondrocytes articulaires différenciés caractérisés en ce qu'ils sont susceptibles d'être obtenus, de préférence directement obtenus, par la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et qui présentent un rapport protéique collagène de type II / collagène de type I significativement accru d'au moins un facteur 1,5 et/ou un rapport des taux moyens des ARNm des collagènes de types II, IX, XI/COL1A1 ou Agrécanne/COLIAI significativement augmenté au moins d'un facteur 7,5 par rapport à des cellules non re-différenciées.  11. differentiated articular chondrocytes characterized in that they are obtainable, preferably directly obtained, by the implementation of the method according to any one of claims 1 to 10 and which have a ratio of collagen type II protein / type I collagen significantly increased by at least a factor of 1.5 and / or a ratio of the average collagen, II, IX, XI / COL1A1 or Agrecan / COLIAI collagen mRNA levels significantly increased by at least a factor of 7 Compared to non-differentiated cells.
12. Chondrocytes selon la revendication 11, caractérisés en ce qu'ils ne présentent pas ou peu d'expression du collagène de type I et/ou ne le produisent pas ou peu au niveau protéique mais expriment et synthétisent de manière significative préférentiellement le collagène de type II et l'agrécanne.  12. Chondrocytes according to claim 11, characterized in that they exhibit little or no expression of type I collagen and / or do not produce or little protein level but express and synthesize significantly preferentially the collagen of type II and aggrecan.
13. Chondrocytes selon l'une des revendications 11 ou 12 pour leur utilisation en tant que médicament.  13. Chondrocytes according to one of claims 11 or 12 for their use as a medicament.
14. Chondrocytes selon l'une quelconque des revendications 11 à 13 pour leur utilisation dans le traitement des pertes de substance chondrale liée ou non à un choc traumatique, des maladies ostéo-articulaires, et en particulier les maladies qui sont caractérisées par une destruction ou une dégénérescence du cartilage.  14. Chondrocytes according to any one of claims 11 to 13 for their use in the treatment of chondral loss of substance related or not traumatic shock, osteoarticular diseases, and in particular diseases that are characterized by destruction or degeneration of the cartilage.
15. Chondrocytes selon la revendication 14 pour leur utilisation dans le traitement de l'arthrose.  Chondrocytes according to claim 14 for use in the treatment of osteoarthritis.
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