Projet ANR-10-BLAN-0728 – GELCELLS : Gels supramoléculaires pour la culture de cellules souches
Programme : Sciences de l'information, de la matière et de l'ingénierie :  Chimie moléculaire, organique, de coordination, catalyse et chimie biologique (Blanc SIMI 7) 2010
Année de financement : 2010
Coordinateur du projet : Monsieur Philippe BARTHÉLÉMY (INSTITUT NATIONAL DE LA SANTE ET DE LA RECHERCHE MEDICALE - DELEGATION DE BORDEAUX)
Partenaires : Biomatériaux et Réparation Tissulaire; Acides Nucléiques : Régulations Naturelles et Artificielles
Montant : 310000.0 euros
Durée : 36 mois
Résumé : La manipulation des cellules de façon à contrôler leur phénotype est un enjeu très important pour des applications biomédicales telles que la thérapie cellulaire ou l’ingénierie tissulaire, en vue de remplacer des tissus ou organe défectueux. Hors les facteurs biochimiques (facteurs de croissance, hormones) et génétiques (facteurs de transcription), il a été très clairement établi que d’autres facteurs du micro-environnement dans lequel évoluent les cellules influence profondément leur phénotype. En particulier, la composition chimique de la matrice, sa structuration aux échelles nano, micro et macroscopique et les propriétés physiques qui en découlent (dureté, rugosité, compliance…) jouent un rôle majeur dans la biologie des cellules. L’organisation spatiale du complexe cellules-matrices joue aussi un rôle important, et de nombreux travaux ont montré que des cellules se comportaient très différemment sur des supports bi ou tridimensionnels.
Notre projet de recherche vise à développer une technologie basée sur une plateforme gel nanostructuré à base de molécules amphiphiles bioinspirées pour la culture et la transfection de cellules souches humaines. GELCELLs est une technologie basée sur les propriétés moléculaires et supramoléculaires de glyco-nucléo-lipides (GNLs) particulièrement originales et prometteuses en tant que support pour la culture cellulaire. 
Le programme que nous proposons de mettre en oeuvre a pour objectif de synthétiser des GNL et de déterminer leurs propriétés physiques, de façon à sélectionner des formulations a priori compatibles avec l’hébergement de cellules : hydrosolubilité, température de transition sol-gel, fixation d’acides nucléiques. Le second objectif est d’analyser le comportement de cellules primaires humaines et l’efficacité de transfert de gène dans ces cellules : des cellules souches pluripotentes, dont nous étudierons la survie, l’adhésion, la prolifération, la différenciation (maintien d’un état pluripotent ou engagement vers une voie de différenciation sélective ?) ; des cellules différenciées (cellules endothéliales, ostéoprogéniteurs), dont nous testerons la capacité d’amplification tout en préservant leur fonctionnalité..
Ce projet tire parti de la complémentarité des expertises des équipes (U869 pour la synthèse chimique et l’évaluation des propriétés physiques ; U577 pour la culture et la caractérisation phénotypique des cellules primaires humaines).
Le projet s'articulera principalement autour des 6 taches suivantes : 
1 - Coordination de GELCELLS (INSERM U869, U. Bordeaux)
2 - Synthèse d’une chimiothèque de glycosyl-nucleoside-amphiphiles (INSERM U869, U. Bordeaux).
3 - Identification des propriétés physicochimiques des hydrogels supramoléculaires (INSERM U869, U. Bordeaux).
4 - Culture des cellules souches humaine dans les gels (INSERM U577)
5 - Piégeage et délivrance des acides nucléiques (Oligonucléotides, siARN, ADN plasmidique) par les gels nanostructurés (INSERM U869, U. Bordeaux)
6 -  Transfection des cellules souches in situ par les matrices gels (INSERM U577/U869, U. Bordeaux)