Thèse Développement et Monitoring Multiparamétrique d'Un Modèle Microfluidique sur Puce de la Barrière Hémato Encéphalique H/F Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué Laboratoire de recherche : Médicaments et Technologies pour la Santé Direction de la thèse : Aloïse MABONDZO ORCID 0000000206278949 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-10-31T23:59:59 La barrière hémato-encéphalique (BHE) constitue une interface physiologique hautement sélective assurant la protection du système nerveux central en régulant les échanges entre le compartiment sanguin et le tissu cérébral. Sa complexité structurelle et fonctionnelle rend toutefois son étude in vitro particulièrement difficile.Les modèles conventionnels, qu'ils soient animaux ou bidimensionnels, demeurent limités dans leur capacité à reproduire fidèlement la microarchitecture et les conditions dynamiques observées in vivo. Cette thèse vise à établir un modèle expérimental avancé de BHE permettant une exploration plus précise des mécanismes biologiques qui régissent son fonctionnement. L'approche adoptée repose sur la reconstitution d'un microenvironnement contrôlé favorisant les interactions physiologiques entre cellules endothéliales, astrocytes et péricytes. L'objectif principal est alors d'évaluer de manière rigoureuse la résistance transendothéliale (TEER), la perméabilité et l'évolution de l'état cellulaire. En combinant des mesures multimodales, notamment microscopiques et électriques, la thèse vise à mieux comprendre les réponses de la barrière à divers stimuli pharmacologiques, toxiques ou bien encore à des traitements externes tels que les ondes ultrasonores utilisées via des microbulles pour une ouverture transitoire et réversible des jonctions serrées pour à titre d'exemple un passage facilité de molécules vers le tissu cérébral.
La première année de la thèse sera dédiée à la mise en place du modèle cellulaire (différentes lignées cellulaires, optimisation des conditions de co-cultures) et principalement réalisée au CEA-Saclay. La seconde année se focalisera sur l'intégration en puce du nouveau modèle biologique et à son instrumentation, travaux en grande partie réalisés au CEA de Grenoble. Enfin, la dernière année sera consacrée au suivi en temps
réel et à la validation biologique, les expérimentations se dérouleront selon les besoins conjointement entre Saclay et Grenoble. La barrière hémato-encéphalique (BHE) constitue une interface physiologique hautement sélective assurant la protection du système nerveux central en régulant les échanges entre le compartiment sanguin et le tissu cérébral. Sa complexité structurelle et fonctionnelle rend toutefois son étude in vitro particulièrement difficile. Les modèles conventionnels, qu'ils soient animaux ou bidimensionnels, demeurent limités dans leur capacité à reproduire fidèlement la microarchitecture et les conditions dynamiques observées in vivo. La thèse s'inscrit dans la stratégie Santé du CEA et la feuille de route Organes-sur-puce du DTIS, avec des applications en neuropharmacologie, toxicologie et maladies neurodégénératives.
Développement et monitoring multiparamétrique d'un modèle microfluidique sur puce de la barrière hémato-encéphalique Développement d'un modèle biologique en co-culture (cellules endothéliales, astrocytes, péricytes), intégration dans une puce microfluidique instrumentée, optimisation des électrodes, suivi par TEER, spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), imagerie en phase et fluorescence bimodale, puis validation biologique en temps réel.
Les travaux se répartissent entre CEA-Saclay (modèle biologique) et CEA-Grenoble (intégration et instrumentation).