Chaire aca­dé­mique DOT : Dis­rup­tive Orga­noids Tech­no­lo­gies – stra­té­gie avan­cée d'ingénierie des orga­noïdes contre le syn­drome métabolique.

Cher­cheur res­pon­sable de la chaire :
Cecile Legal­lais, direc­trice de recherche CNRS
Labo­ra­toire bio­mé­ca­nique et bio inge­nie­rie, BMBI UTC-CNRS UMR 7338

Par­te­naires : Labo­ra­to­ry of organ bio­sys­tem – Uni­ver­si­ty of Tokyo; Labo­ra­to­ry of Micro Mecha­tro­nic Sys­tems, LIMMS CNRS/Institute of Indus­trial Science

Présentation

Le syn­drome méta­bo­lique (MSy) a une pré­va­lence allant jusqu'à 36 % dans les pays euro­péens. Le syn­drome méta­bo­lique est un trouble com­plexe impli­quant plu­sieurs tis­sus et organes en inter­ac­tion et entraî­nant le dia­bète (les patients atteints du syn­drome méta­bo­lique sont 5 fois plus sus­cep­tibles de déve­lop­per un dia­bète de type 2), l'obésité, la stéa­tose hépa­tique non alcoo­lique (la pré­va­lence de la stéa­tose hépa­tique non alcoo­lique est com­prise entre 50 % et 90 % chez les patients obèses et entre 30 % et 74 % chez les patients atteints du syn­drome méta­bo­lique), l'insuffisance car­diaque (jusqu'à 49 %) ou encore la cécité. 

Le manque de sui­vi per­ti­nent chez les patients et de modèles phy­sio­pa­tho­lo­giques humains a conduit à des gou­lots d'étranglement dans l'évaluation des risques, le diag­nos­tic, le dépis­tage des médi­ca­ments et donc à la défi­ni­tion de besoins non satis­faits de la part des entre­prises (phar­ma­ceu­tiques, ali­men­taires, …) et des cliniciens.

Le pro­gramme de la chaire est posi­tion­né aux fron­tières de la bio-ingé­nie­rie, de la bio­lo­gie avan­cée des cel­lules souches, des bio­cap­teurs et de la tech­no­lo­gie de diag­nos­tic pour répondre à cet impor­tant défi socié­tal et de soins de san­té : le diag­nos­tic et la thé­ra­pie du syn­drome méta­bo­lique en uti­li­sant des inno­va­tions avec les tech­no­lo­gies d'organoïdes.

Au cours des 5 der­nières années, les cher­cheurs de l'UTC, du CNRS et de l'Université de Tokyo ont été à la pointe des contri­bu­tions au développement :

• d'organes bio­ar­ti­fi­ciels incluant le foie et le pan­créas pour le main­tien en vie des patients ; 
• de nou­veaux pro­to­coles pour la bio­cons­truc­tion d'organoïdes avancés ; 
• de tis­sus hépa­tiques et pan­créa­tiques déri­vés de cel­lules souches ; 
• d'outils de modé­li­sa­tion des mala­dies par MSy ; 
• de micro- et nano­tech­no­lo­gies en ingé­nie­rie tissulaire ; 
• de bio­cap­teurs pour le diag­nos­tic et le suivi.

Notre réseau fran­co-japo­nais est main­te­nant impli­qué dans de nou­veaux défis expé­ri­men­taux qui néces­sitent des avan­cées tech­no­lo­giques sub­stan­tielles pour la concep­tion et la fabri­ca­tion d'innovations matures capables d'aborder les domaines d'application.

Capi­ta­li­sant les exper­tises com­plé­men­taires de l'UTC, du CNRS et de nos par­te­naires situés à l'Université de Tokyo, le pro­jet DOT vise à sus­ci­ter l'innovation et la recherche jusqu'aux échanges inter­sec­to­riels. Nous déve­lop­pe­rons nos efforts dans des actions dédiées pour par­ta­ger nos connais­sances et nos idées de la recherche à la cli­nique et aux solu­tions de mar­ché. Les thèmes scien­ti­fiques abor­dés concerneront :

• (WP1) « New bioen­gi­nee­red orga­noids for the­ra­peu­tic solu­tions for MSy »;
• (WP2) Modèles avan­cés d'organes sur puce pour les études MSy et le cri­blage de médicaments.

Les modules scien­ti­fiques seront com­bi­nés en un module trai­tant du trans­fert et de la valo­ri­sa­tion (WP4) et un module concer­nant la for­ma­tion, l'éducation et la mobi­li­té (WP3) sur la base des pro­to­coles d'accord signés entre l'UTC, l'école supé­rieure d'ingénierie et l'institut des sciences indus­trielles de l'université de Tokyo. Le pro­jet glo­bal sera éga­le­ment réa­li­sé en col­la­bo­ra­tion avec le LIMMS et sa col­la­bo­ra­tion à long terme entre le CNRS et l'Université de Tokyo.

Actions de recherche et de formation

La recherche

Le WP1 iden­ti­fie­ra la meilleure com­bi­nai­son bio­hy­bride d'organoïdes uti­li­sant des cel­lules humaines can­di­dates et des bio­ma­té­riaux pour l'encapsulation, et pro­po­se­ra (i) des orga­noïdes implan­tables et (ii) une thé­ra­pie inno­vante d'organes bio­ar­ti­fi­ciels fonc­tion­nant à l'extérieur du corps pour aider les patients souf­frant d'une défaillance aiguë d'un organe comme alter­na­tive à la trans­plan­ta­tion ou comme pont vers la trans­plan­ta­tion d'un organe chez un patient stabilisé.

Dans le WP2, nous déve­lop­pe­rons des orga­noïdes basés sur la tech­no­lo­gie des organes sur puce afin de mieux com­prendre les méca­nismes impli­qués dans les dif­fé­rentes étio­lo­gies évo­luant vers le syn­drome méta­bo­lique. Cela contri­bue­ra au déve­lop­pe­ment d'outils de diag­nos­tic et de dépis­tage pour une sta­di­fi­ca­tion effi­cace et pré­cise de la mala­die, impli­quant des inter­ac­tions d'organe à organe. Ces outils seront ensuite uti­li­sés pour éva­luer les effets des nou­veaux médi­ca­ments can­di­dats. Grâce à notre réseau de recherche com­po­sé d'experts dans dif­fé­rents domaines, nous espé­rons faire un pas de plus vers la com­pré­hen­sion, le diag­nos­tic et les thé­ra­pies du syn­drome métabolique.

Cursus de formation

L'objectif est de for­mer des étu­diants de l'UTC et de l'étranger, notam­ment de l'Institut des Sciences Indus­trielles (IIS) et de la Gra­duate School of Engi­nee­ring (GSE) de l'Université de Tokyo. Les sémi­naires et écoles com­munes com­prennent les évé­ne­ments qui se tien­dront à Tokyo et à Compiègne.

Plus spé­ci­fi­que­ment, une école d'hiver est pro­po­sée chaque année à l'UTC sur les organes bio­ar­ti­fi­ciels, les cap­teurs et les micro- et nano-sys­tèmes, les bio­puces, les orga­noïdes et la tech­no­lo­gie. Elle asso­cie des confé­rences plé­nières de pro­fes­seurs fran­çais et japo­nais, des tra­vaux pra­tiques dans le labo­ra­toire UTC-BMBI de l'UTC et un pro­jet de concep­tion d'un organe inno­vant sur puce. A l'UTC, il est ouvert sous l'acronyme "API".

Des confé­rences d'experts de l'Université de Tokyo sont éga­le­ment orga­ni­sées dans le cadre des cours majeurs de l'UTC tels que la bio­com­pa­ti­bi­li­té, les organes arti­fi­ciels ou les inno­va­tions en ingé­nie­rie biomédicale.

Enfin, les étu­diants de l'UTC sont accueillis en stage dans les labo­ra­toires IIS et GSE pour par­ti­ci­per à des pro­jets de recherche, dans le cadre des deux « MOU » (memo­ran­dums of unders­tan­ding) signés, en lien avec la direc­tion inter­na­tio­nale de l'UTC (DRI) et celle de l'Université de Tokyo.

Les moyens

Ce pro­jet ambi­tieux est finan­cé par l'UTC, et béné­fi­cie­ra de sou­tiens finan­ciers com­plé­men­taires (ANR MIM­li­ver on chip ; JSPS Grant in aid‑B, fibrose du foie ; LIMMS inter­nal pro­jet interne ; JSPS C2C Jetme, …).

Actuel­le­ment, le sou­tien de l'UTC consiste au finan­ce­ment suivant :

• 2 cofi­nan­ce­ments de thèse (1 déjà cofi­nan­cé par la Région Hauts de France, tra­vaillant sur le WP1) ;
• Les frais de fonc­tion­ne­ment des doc­to­rants impli­qués dans le programme ;
• Bud­get cou­vrant les frais de voyage pour l'organisation de sémi­naires et d'écoles d'hiver ;
• Sta­tut de « pro­fes­seurs invi­té »s pour les pro­fes­seurs Sakai et Minami

Deux doc­to­rats (CNRS/U Tokyo) ont déjà été attri­bués pour sou­te­nir la col­la­bo­ra­tion, et ont débu­tés en octobre 2023.

Contacts de la recherche à l'UTC

Pla­quette de la recherche à l'UTC

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