Le Vesseloid enflammé sur puce – IVEON

Le processus d’inflammation est la résultante au niveau cellulaire et tissulaire, de la réponse à une agression, qu’elle soit due à une infection (virale ou bactérienne), une blessure, une maladie auto-immune, ou bien un mécanisme non identifié (exemple: Maladie de Behçet). Les vaisseaux sanguins sont en première ligne quand un processus d’inflammation est déclenché (transport de molécules et signaux pro-inflammatoires,extravasation de leucocytes,de fluides et de protéines du plasma). Les vaisseaux sanguins sont également responsables de la propagation et de l’amplification de la réponse immunitaire en sécrétant à leur tour, des molécules pro-inflammatoires qui vont agir sur les tissus environnants.
L’endothélium, qui constitue la couche cellulaire bordant la lumière des vaisseaux sanguins, possède un rôle majeur dans ces processus d’inflammation. Sa biologie a été très largement étudiée in vitro comme in vivo. Cependant, les modèles 2D in vitro ne permettent pas de décrire l’organisation spatiale des vaisseaux, ni même de reproduire la complexité d’un environnement in vivo. Dans ce contexte, le challenge réside dans le développement d’un modèle 3D de vaisseaux sanguin inflammatoire. Ce modèle devra être adapté à l’exploration de l’inflammation des vaisseaux, et du phénomène d’endothélite afin d’identifier au mieux les évènements cellulaires et moléculaires complexes impliqués dans ces processus. De plus, ce modèle, un fois développé, représentera un outil idéal afin de tester les effets pharmacologiques de drogues et autres molécules.
Les objectifs de ce projet visent à mettre en place un modèle sémiologique de vaisseau sanguin inflammatoire. Ces travaux sont basés sur les avancées majeures en ingénierie des tissulaire vasculaire réalisées par les partenaires de ce projet, avec le développement d’un modèle de vaisseau sanguin artificiel, appelé vesseloïde. Pour ce projet, le vesseloïde sera d’abord stabilisée pour constituer la base d’une vascularisation inflammatoire, puis la réponse inflammatoire dépendante des cellules endothéliales sera étudiée. Nous étudierons également les effets de molécules pharmacologiques sur ces vaisseaux inflammés. Via ce projet, nous utiliserons des techniques pointues d’imagerie et d’analyses cellulaires et moléculaires afin de décrire de manière détaillée le processus inflammatoire des vaisseaux sanguins.
Ce projet regroupe une équipe pluridisciplinaire, avec des experts en biologie vasculaire, en microfluidique, en ingénierie tissulaire vasculaire, en imagerie « live » 3D, et en biologie moléculaire.

Pour résumer, les objectifs sont les suivants:

1- Générer un vaisseau artificiel inflammatoire
Nous voulons tout d’abord créer un vaisseau sanguin artificiel possédant un environnement complexe et enrichi en composition cellulaire par rapport au vesseloide initialement décrit (Andrique et al, 2019). Dans un second temps, nous souhaitons produire ce vaisseau artificiel à partir de cellules différenciées à partir d’iPS. Enfin, la manipulation de ces vesseloides se fera en condition de perfusion en flux.

2- Caractérisation de ce modèle 3D au niveau cellulaire et moléculaire
Nous allons d’abord vérifier que les vesseloïdes présentent toutes les caractéristiques d’un vaisseau enflammé, par l’analyse de profil d’expression génique du sécrétome, par des techniques de biologie cellulaire et biochimie, et par immunomarquages et imagerie utilisant la microscopie de super-résolution. Nous allons visualiser la sécrétion de facteurs autocrines paracrine-induits, par marquage fluorescent de protéines et nous étudierons la transmigration des leucocytes dans notre système.

3- Démonstration de la pertinence biologique de ce model 3D
Nous voulons tout d’abord vérifier l’induction de l’inflammation sur notre modèle 3D, après manipulation physiques induisant des blessures vasculaires. Nous étudierons ensuite la modulation de l’inflammation par l’utilisation de molécules pharmacologiques et thérapeutiques.