Système de culture en flux de cellules endothéliales vasculaires spécialisées : application à la modélisation de l'enthothélium artériel et de la barrière hémato-encéphalique – ENDOFLOW

Il existe dans l’industrie pharmaceutique, un important besoin de modèles prédictifs pour le screening et la mise au point de médicaments agissant sélectivement sur le système vasculaire. L'endothélium vasculaire formant la paroi interne des vaisseaux sanguins joue un rôle d’anticoagulant et de barrière à perméabilité sélective entre la paroi vasculaire et le sang. Les cellules vasculaires montrent selon les cas des phénotypes spécifiques d’organes , ainsi que des phénotypes spécifiques de vaisseaux. Ce sont des « cellules endothéliales spécialisées ». Tous les types de cellules endothéliales sont exposés à une force tangentielle de cisaillement résultant du flux sanguin. Ainsi, leur différenciation et leur spécialisation au cours du développement, est fortement dépendante des caractéristiques de ce stress de cisaillement. En culture in vitro statique, les cellules endothéliales spécialisées perdent leurs caractéristiques spécifiques. C’est une limitation pour l'utilisation de cellules endothéliales spécialisées comme modèle prédictif in vitro. Les flux constituent un paramètre crucial qui doit être pris en compte lors de la conception des modèles basés sur ces cellules endothéliales. Nous proposons de développer un dispositif destiné à permettre une différenciation des cellules endothéliales spécialisées dans des conditions d'écoulement laminaire. Deux cellules endothéliales spécialisées seront prises en considération dans ce projet : 1. Les cellules endothéliales d'artères. 2. Les cellules endothéliales micro vasculaires du cerveau. Nous concevrons un dispositif de culture composé de deux compartiments séparés par une membrane semi-poreuse sur laquelle des cellules endothéliales humaines seront mises en culture sous un flux laminaire. Elles formeront ainsi une couche endothéliale imitant l’endothélium artériel ou cérébral. Le dispositif, observable sous microscope, sera connecté à une pompe péristaltique et compatible avec les incubateurs. La membrane supportant la monocouche endothéliale spécialisée sera adaptée au format des plaques 24 puits utilisées pour le criblage médicamenteux. L'une des applications de ce système est qu'il permettra l'analyse des effets du flux induisant des fonctions spécialisées à partir de cellules endothéliales non spécialisées, incluant des progéniteurs endothéliaux humains. Dans ce contexte, les cellules péri vasculaires connues pour leur interaction avec le tissu endothélial vasculaire, pourront également être ensemencées dans le compartiment inférieur du dispositif. Elles pourront ainsi interagir avec les cellules endothéliales pour induire leur spécialisation. Ce dispositif représente une alternative aux dispositifs actuellement disponibles dans les industries pharmaceutiques, les sociétés de biotechnologie et les laboratoires de R & D pour les tests ou les screenings sur cellules endothéliales.