1. Differential bioactivity of four BMP-family members as function of biomaterial stiffness
- Author
-
Khodr, Paul Machillot, Guevara Garcia A, Laure Fourel, Albiges Rizo C, Sales Ramos A, Catherine Picart, Elisa Migliorini, Biomimétisme et Médecine Régénératrice (BRM), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-BioSanté (UMR BioSanté), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire des matériaux et du génie physique (LMGP ), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institute for Advanced Biosciences / Institut pour l'Avancée des Biosciences (Grenoble) (IAB), Centre Hospitalier Universitaire [Grenoble] (CHU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Etablissement français du sang - Auvergne-Rhône-Alpes (EFS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Institut Universitaire de France (IUF), Ministère de l'Education nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche (M.E.N.E.S.R.), ANR-17-CE13-0022,CODECIDE,Coincidence de detection dans l'identité cellulaire(2017), ANR-19-CE13-0031,GlyCON,Décrypter la base biophysique par laquelle les glycosaminoglycanes contrôlent la signalisation des facteurs de croissance pendant le développement : une approche biomimétique(2019), European Project: 259370,EC:FP7:ERC,ERC-2010-StG_20091028,BIOMIM(2011), European Project: 692924,H2020,ERC-2015-PoC,BIOACTIVECOATINGS(2016), Migliorini, Elisa, Coincidence de detection dans l'identité cellulaire - - CODECIDE2017 - ANR-17-CE13-0022 - AAPG2017 - VALID, Décrypter la base biophysique par laquelle les glycosaminoglycanes contrôlent la signalisation des facteurs de croissance pendant le développement : une approche biomimétique - Décrypter la base biophysique par laquelle les glycosaminoglycanes contrôlent la signalisation des facteurs de croissance pendant le développement : une approche biomimétique - - GlyCON2019 - ANR-19-CE13-0031 - AAPG2019 - VALID, Biomimetic films and membranes as advanced materials for studies on cellular processes - BIOMIM - - EC:FP7:ERC2011-06-01 - 2016-05-31 - 259370 - VALID, and BioActive Coatings in multi-well cell culture plates - BIOACTIVECOATINGS - - H20202016-04-01 - 2017-09-30 - 692924 - VALID
- Subjects
animal structures ,[SDV.BIO]Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Integrin ,Biophysics ,Bioengineering ,Biocompatible Materials ,Smad Proteins ,SMAD ,Article ,Biomaterials ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,Transforming Growth Factor beta ,Progenitor cell ,Cell adhesion ,Beta (finance) ,[SDV.IB.BIO]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials ,030304 developmental biology ,0303 health sciences ,biology ,Chemistry ,030302 biochemistry & molecular biology ,Cell Differentiation ,Bone Morphogenetic Protein Receptors ,[SDV.BIO] Life Sciences [q-bio]/Biotechnology ,Cell biology ,[SDV.IB.BIO] Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Biomaterials ,Mechanics of Materials ,030220 oncology & carcinogenesis ,Bone Morphogenetic Proteins ,embryonic structures ,biology.protein ,Ceramics and Composites ,Phosphorylation ,Alkaline phosphatase ,Function (biology) ,Signal Transduction - Abstract
International audience; While a soft film itself is not able to induce cell spreading, BMP-2 presented via such soft film (so called“matrix-bound BMP-2”) was previously shown to trigger cell spreading, migration and downstream BMP-2signaling. Here, we used thin films of controlled stiffness presenting matrix-bound BMPs to study the effectof four BMP members (BMP-2, 4, 7, 9) on cell adhesion and differentiation of skeletal progenitors. Weperformed automated high content screening of cellular responses, including cell number, cell spreading area,SMAD phosphorylation and alkaline phosphatase activity. We revealed that the cell response to bBMPs isBMP-type specific and involved certain BMP receptors and beta chain integrins. In addition, this response isstiffness-dependent for several receptors. The basolateral presentation of the BMPs allowed us to discriminatethe specificity of cellular response and the role of type I and II BMP receptors and of β integrins in a BMPtypeand stiffness-dependent manner. Notably, the role of BMP-2 and BMP-4 were found to have distinctroles, while ALK5, previously known as a TGF-β receptor was revealed to be involved in the BMP-pathway.
- Published
- 2022