Modéliser la physiopathologie de l'emphysème grâce à un organoïde alvéolaire pulmonaire en 4D – LUMEN

La Broncho-Pneumopathie Chronique Obstructive (BPCO) est une maladie respiratoire fréquente, sans traitement curatif, principalement liée à l’usage prolongé du tabac. Elle se complique souvent d’emphysème, correspondant à une destruction des alvéoles pulmonaires, dont la cause est encore mal comprise. Dans ce projet, nous proposons de construire un modèle in vitro en 4D, standardisé d’alvéoles pulmonaires (alvéolosphères), en contrôlant les contraintes mécaniques et chimiques régissant l’organisation cellulaire in vivo. Nous utiliserons des micropuits photopolymérisés en hydrogel, grâce à une collaboration établie depuis 2 ans avec la société ALVEOLE©, pour y ensemencer des cellules épithéliales alvéolaires (AEC) et mésenchymateuses pulmonaires humaines. Nous soumettrons les cellules à un étirement cyclique mimant la respiration humaine afin d’observer les conséquences sur la fonctionnalité des alvéolosphères. Par ailleurs, nous créerons un modèle d’emphysèmepar plusieurs approches. Tout d’abord, nous ferons varier la taille et la rigidité des micropuits afin de reproduire les contraintes mécaniques de l’emphysème. Nous exposerons également les alvéolosphères à de l’extrait de fumée de cigarette reproduisant l’agression majoritairement en cause dans l’emphysème. Nous déterminerons ainsi le rôle de l’environnement dans le développement de la maladie. Enfin, le rôle respectif de chaque cellule sera évalué en réalisant des cultures hétérologues associant des AEC issus de patients avec emphysème et cellules mésenchymateuses de patients sans emphysème et inversement. Les voies physiopathologiques de l’emphysème seront évaluées dans les différentes conditions : balance protéases/anti-protéases, apoptose, sénescence, inflammation. Grâce au contrôle de l’ensemble des paramètres de la culture (physiques, chimiques, biologiques) associé à l’étirement dynamique, nous obtiendrons un modèle innovant d’organoïde pulmonaire en 4D, utilisable en physiologie et en pathologie.