Processus dynamiques et multi-échelles de l'organisation spontanée dans la morphogenèse tissulaire

(n'hésitez pas à visiter notre page d'équipe ici: https://sites.google.com/view/paotim/accueil)

Les progrès récents en mécanobiologie et microtechnologie ont convergé de manière synergique vers le développement de systèmes biomimétiques améliorant les modèles de culture in vitro comme les organes sur puce (organ-on-chip). Dans de tels systèmes microphysiologiques, les cellules peuvent bénéficier de l'intégration de paramètres physiologiques cruciaux pour la maintenance de leur identité: grâce à l'ingénierie il devient possible d'obtenir une préservation prolongée des phénotypes fonctionnels primaires des cellules désirés en culture et normalement entravés in vitro, grâce à la restauration de ces stimuli nécessaires.

Afin de concevoir ces architectures biologiques plus appropriées, capables de rétablir les conditions natives des tissus avec une grande fidélité, nous visons à étudier et à identifier l'impact sur les cellules et les tissus de quelques paramètres clés tels que la mécanique, la géométrie, la dynamique et les gradients de molécules solubles et morphogènes. En particulier, nous nous intéressons à l'étude et à la récapitulation d'indices physico-chimiques orchestrant les processus d'auto-organisation responsables des architectures naturelles retrouvées dans les organes et censés promouvoir les phénotypes désirés. En supposant en effet que ces structures favorisent les phénotypes recherchés in vitro, nous émettons l'hypothèse que notre approche pourrait nous aider à guider les cellules à former des structures et architectures tissulaires plus physiologiques ou pathologiques et examiner ces processus de manière dynamique in vitro.

Notre équipe se concentre actuellement sur le développement d'un sinusoïde hépatique sur puce comme modèle : en tant qu'unité fonctionnelle multicellulaire du foie, il est au cœur de processus complexes et mal compris se produisant dans certaines pathologies étroitement liées aux stimuli mécaniques conduisant à une fibrose, une cirrhose ou un cancer. Nous espérons que notre équipe pourra contribuer à un effort global visant à répondre aux besoins urgents actuels de modèles de haute-fidélité permettant l'étude de ces processus et vers une meilleure compréhension des maladies et peut-être de futures solutions thérapeutiques.

Dans cette voie, l'équipe développe des plates-formes microfluidiques multicouches intégrant le contrôle mécanique de la rigidité du substrat, de la pression luminale et de la contrainte de cisaillement dans une culture multicellulaire pour retrouver tous les stimuli importants en même temps. Grâce à nos collaborations, nous travaillons constamment à l'amélioration des paramètres physico-chimiques présents à l'intérieur des dispositifs d'étude pour laisser les cellules façonner librement leurs tissus morphofonctionnels. Nous nous intéressons donc aussi aux modèles physiques de la morphogenèse, liés à la réponse des cellules à leur microenvironnement direct comme guidage des géométries physiologiques.

L'équipe a démarré officiellement au LBD-IBPS (UMR7622) le 1er septembre 2021 et se développe grâce à l'aide de proches collaborateurs et à des soutiens financiers, détaillés ci-dessous. Nous partagerons les nouvelles et les résultats dès qu'ils seront disponibles.

Collaborations

National and International collaborations

  • Marc-Antoine Fardin, Institut Jacques Monod, CNRS, Team Cell Adhesion and Mechanics (Ladoux-Mège team), Institut Jacques Monod, CNRS, Paris, France

  • Karine Clément and NutriOMICS Team (Chloé Amouyal and Simon Lecoutre and collaborators), Sorbonne Université and INSERM, Hôpital La Pitié Salpêtrière, Paris, France (3 funded projects)

  • Isabelle Cremer and Catherine Monnot, Centre de Recherche des Cordeliers, Sorbonne Université, Université de Paris, INSERM, Paris, France (3 funded projects)

  • Stéphanie Graff-Dubois, Sorbonne Université, Hôpital La Pitié Salpêtrière, Paris, France (1 funded project)

  • Pierre-Emmanuel Rautou, Centre de Recherche sur l’Inflammation, INSERM, Université de Paris, UMR1149, Clichy, France.

  • International collaborations with LaNSBioDyT, Facultad de Ciencias, UNAM, Mexico (teams: Tatiana Fiordelisio-Coll; Marina Macias-Silva; Genaro Vázquez-Victorio)

Funding support of the team and collaborations

  • INCA (2023, led by I. Cremer)

  • Sorbonne Emergence (2023, C. Monnot; S. Graff-Dubois)
    Société Francaise d'Endocrinologie (2023, C. Amouyal)

  • IUIS Sorbonne (2022, with C. Amouyal)

  • Soc. Franc. d'Endocrin. (2023, led by C. Amouyal)

En savoir plus

The development of microphysiological systems must include a multitude of signals integrated by biological cells inside the device and offer readouts to study the desired biological processes.

Technical capabilities of the team include:

  • construction of biomaterials with control of mechanical properties
  • micropatterning and microstructuring