Thèse Génération et Caractérisation Optique Quantitative de Modèles sur Puce d'Inflammations Rénales H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique
École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris
Laboratoire de recherche : LOB - Laboratoire d'Optique et Biosciences
Direction de la thèse : CEDRIC BOUZIGUES ORCID 0000000175194215
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-09-01T23:59:59

Dans de nombreux contextes pathologiques, il est essentiel de développer des technologies permettant de sonder quantitativement les processus biologiques, de l'échelle moléculaire à celle de l'organisme, à des résolutions temporelles et spatiales élevées. Ceci est particulièrement vrai pour la glomérulonéphrite à progression rapide (RPGN) ou la glomérulosclérose segmentaire focale (FSGS), deux pathologies rénales majeures, qui provoquent la dé-différenciation et la migration incontrôlées de cellules spécialisées. Ces phénomènes ont pour origine des interactions moléculaires complexes entre différents signaux locaux (PDGF, EGF, stress de cisaillement...), dont l'action peut être médiée par la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS). L'absence de tests quantitatifs efficaces, tant pour la réponse cellulaire dans un environnement multicellulaire que pour la détection des ROS, a jusqu'à présent limité la compréhension de ses mécanismes.
Dans ce projet, nous proposons de développer (i) des dispositifs biomimétiques in vitro (ou organes sur puce) à même de générer des phénotypes pathologiques contrôlés, (ii) des méthodes d'imagerie de molécules individuelles pour sonder l'organisation des récepteurs membranaires, (iii) des nanoparticules luminescentes uniques à base de lanthanides pour le suivi des ROS, et l'imagerie de fluorescence 3D profonde pour la caractérisation de l'adhésion cellulaire et le suivi des fonctions de filtration. Sur la base de ces développements, combinant imagerie à haut contenu et dispositifs biomimétiques, nous espérons obtenir un test moléculaire et fonctionnel afin de déchiffrer les mécanismes complexes de régulation de la migration liée à RPGN/FSGS.
La mise en place de ces développements permettra la caractérisation précise de phénotype de glomérules-sur-puce humains (système à 3 couches: PECs, podocytes, cellules endothéliales glomérulaires) et leur contrôle par des stimuli biologiques (EGF, HB-EGF, PDGF,...) ou mécaniques (flux, pression osmotiques). Ceci permettra l'identification de mécanismes essentiels dans la transition pathologique.
Ce projet ouvrira ainsi la voie à une approche puissante (i) pour comprendre précisément la signalisation moléculaire en situation normale et pathologique (ii) pour proposer des modèles de transitions pathologiques, et (iii) pour élaborer des stratégies permettant de profiler de manière non invasive et quantitative des pathologies complexes (tumeurs, maladies auto-immunes,...), ce qui est essentiel pour la conception de traitements personnalisés

Severe glomerular diseases, such as rapidly progressive glomerulonephritis (RPGN) and focal segmental glomerulosclerosis (FSGS), are driven by the pathological activation, proliferation, and migration of Parietal Epithelial Cells (PECs). While several pathways have been proposed to control the pathogenesis, the precise mechanisms linking molecular evenets, cell acitvation and tissue response are still sparserly understood . Current preclinical research on these glomerular diseases relies mainly on 2D cultures, which lack physiological relevance, and animal models that raise ethical issues. In this context, instrumented organs-on-chip are a promising strategy to model generate relevant pathological models and to study accurately multi-scale mechanisms responsible for pathological transitions. .

Microfabrication/microfluidique pour produire des organes (glomérules) sur puce
Microscopie de fluorescence
Microscopie de super-résolution
Nanosenseurs pour le suivi de la signalisation cellulaire