Digi-Cell
La fabrication d'un « intestin sur puce » fonctionnel reste pour l'instant un objectif à long terme. Cependant, des avancées importantes ont été réalisées dans la compréhension des interactions entre les cellules épithéliales intestinales (CEI) et les bactéries de la flore intestinale, grâce notamment à l'utilisation de dispositifs microfluidiques. Les puces microfluidiques PDMS utilisées sont constituées typiquement par une membrane microporeuses (avec un diamètre des pores ~10 µm) sur laquelle sont cultivées les cellules épithéliales.
Nous souhaitons développer dans le cadre de ce projet une plateforme microfluidique digitale permettant la culture de CEI dans des compartiments microfluidiques, grâce à l'utilisation de dispositifs microfluidiques et d'une huile perfluorée qui, outre sa biocompatibilité et son inertie chimique, a la particularité de pouvoir transporter de grandes quantités d'oxygène et de CO2. En effet, les dispositifs microfluidiques permettront à moyen terme le développement « d'organes humains sur puces », ouvrant ainsi la voie à de prometteuses applications dans le domaine de la recherche biomédicale ou de la production de greffes.
Cependant, de nombreux défis restent encore à relever avant la réalisation de dispositifs
microfluidiques fonctionnels. Par exemple, le PDMS (poly-dimethylsiloxane), le polymère utilisé pour la fabrication des puces microfluidiques, a la particularité d'absorber des petites molécules organiques hydrophobes, comme certaines drogues, qui en diffusant librement dans le PDMS peuvent altérer le fonctionnement de la puce. Par ailleurs, il est également nécessaire d'apporter aux cellules une quantité contrôlée d'oxygène, de CO2 et de nutriments en flux continu. La compartimentation des cellules dans des « micro-puits » enveloppés par un fluide inerte chimiquement et biologiquement permettrait de s'affranchir de ces limitations. Nous souhaitons étudier en particulier :
i) les conditions de différentiation des CEI vers une forme polarisée fonctionnelle, avec une face apicale au contact de la lumière de l'intestin et une face basale adhérant au substrat,
ii) l'effet de certains paramètres physiques et physiologiques sur les interactions entre les CEI et des bactéries et plus particulièrement sur la perméabilité des CEI vis-à-vis de ces organismes pour créer un modèle expérimental du processus d'infection par la bactérie Salmonella Enteritidis.
Nous souhaitons développer dans le cadre de ce projet une plateforme microfluidique digitale permettant la culture de CEI dans des compartiments microfluidiques, grâce à l'utilisation de dispositifs microfluidiques et d'une huile perfluorée qui, outre sa biocompatibilité et son inertie chimique, a la particularité de pouvoir transporter de grandes quantités d'oxygène et de CO2. En effet, les dispositifs microfluidiques permettront à moyen terme le développement « d'organes humains sur puces », ouvrant ainsi la voie à de prometteuses applications dans le domaine de la recherche biomédicale ou de la production de greffes.
Cependant, de nombreux défis restent encore à relever avant la réalisation de dispositifs
microfluidiques fonctionnels. Par exemple, le PDMS (poly-dimethylsiloxane), le polymère utilisé pour la fabrication des puces microfluidiques, a la particularité d'absorber des petites molécules organiques hydrophobes, comme certaines drogues, qui en diffusant librement dans le PDMS peuvent altérer le fonctionnement de la puce. Par ailleurs, il est également nécessaire d'apporter aux cellules une quantité contrôlée d'oxygène, de CO2 et de nutriments en flux continu. La compartimentation des cellules dans des « micro-puits » enveloppés par un fluide inerte chimiquement et biologiquement permettrait de s'affranchir de ces limitations. Nous souhaitons étudier en particulier :
i) les conditions de différentiation des CEI vers une forme polarisée fonctionnelle, avec une face apicale au contact de la lumière de l'intestin et une face basale adhérant au substrat,
ii) l'effet de certains paramètres physiques et physiologiques sur les interactions entre les CEI et des bactéries et plus particulièrement sur la perméabilité des CEI vis-à-vis de ces organismes pour créer un modèle expérimental du processus d'infection par la bactérie Salmonella Enteritidis.