Microenvironnements réactifs pour guider la cicatrisation cellulaire – ReGuCel

Le microenvironnement est l'environnement immédiat à petite échelle entourant une cellule qui influence de manière critique le comportement cellulaire par le biais d'indices biochimiques et biophysiques. Ces signaux se réorganisent dans le temps et dans l’espace pour piloter les événements moléculaires séquentiels requis par des processus multicellulaires complexes, comme tout au long de l’embryogenèse et de la cicatrisation. Cependant, la complexité des microenvironnements en évolution entrave notre compréhension de ces processus importants dans des conditions définies par l'utilisateur (in vitro). Notre principale limite est l’absence de méthodologies capables de générer des environnements pouvant co-évoluer avec les cellules par communication réciproque. Pour résoudre cette limitation, ReGuCel établira des microenvironnements réactifs : des milieux régulés par l'ADN qui détecteront l'état de la cellule et déclencheront une réponse pertinente sur le comportement cellulaire. Mon équipe exploitera les caractéristiques de la programmation moléculaire de l'ADN pour atteindre trois objectifs clés : 1) le développement de biocapteurs in situ pour caractériser l'état de la cellule, 2) la mise en œuvre de mécanismes d'actionnement programmables pour contrôler le comportement cellulaire, 3) la constitution des microenvironnements réactifs capables de guider de manière autonome les résultats de la cicatrisation cellulaire dans des conditions défavorables. Ces objectifs ambitieux exigent de la programmation, de multiplexage et de hors-équilibre, qui peuvent tous être attribuer par des programmes moléculaires basés sur l'ADN pour rendre opérationnel les microenvironnements réactifs.
L'interdisciplinarité de ce projet se reflète dans la nécessité de combiner les nanotechnologies de l'ADN, la chimie et la biologie cellulaire. Les bénéfices immédiats comprennent la création de profilages cellulaires vivants, de signalisation cellulaire in vitro autonome et séquentielle et de microenvironnements en coévolution pour l'étude des processus multicellulaires dynamiques. À long terme, changer le dogme des cultures in vitro ouvrira de nouvelles voies pour le développement de thérapies dynamiques et déclenchera une ingénierie tissulaire évolutive.