Génération de microtissus cardiaques organotypiques 3D dérivés d'iPSC humains pour la modélisat[...]

Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments; Châtenay-Malabry; Sur place; EUR 40 000 - 60 000; Plein temps

Résumé du poste

Un établissement d'enseignement supérieur en Île-de-France cherche un candidat motivé pour un poste de doctorat sur le développement d'un modèle physiologiquement pertinent de microtissus cardiaques 3D. Le candidat travaillera à partir des cellules souches iPSCs et contribuera à des tests dans des conditions pathologiques, comme l'infarctus du myocarde. Une approche multidisciplinaire est requise, impliquant biologie cellulaire et physiologie.

Qualifications

• Candidat hautement motivé avec une approche multidisciplinaire.
• Connaissances en biologie cellulaire et physiologie.
• Passion pour les défis mécaniques et métaboliques.

Responsabilités

• Établir un modèle in vitro de composition multicellulaire 3D.
• Assurer l'auto-organisation et la ressemblance histogramique avec un cœur.
• Tester la récapitulation des fonctions cardiaques.
• Tester le modèle dans des conditions pathologiques.

Connaissances

Imagerie FRET

Microscopie confocale STED

Respiration mitochondriale

Mesure des ROS

Biologie moléculaire

Mesure de la force

Propriétés de rigidité de la biomatrice

Formation

Doctorat en biologie ou domaine connexe

Description du poste

Topic description

Des technologies récentes permettent de modéliser les maladies cardiovasculaires humaines in vitro. Cependant, en raison de la complexité du cœur humain, qui comprend l'hétérogénéité cellulaire et la complexité physiologique, ces approches restent limitées. De plus, les modèles animaux ne reflètent pas toujours fidèlement les caractéristiques uniques de la biologie et de la maladie humaines et soulèvent également des problèmes éthiques. La technologie des cellules souches pluripotentes induites (iPSC) a révolutionné le domaine de la cardiologie avec l'utilisation de cardiomyocytes pour la modélisation personnalisée des maladies et les tests de médicaments. Cependant, les cultures en 2D ne reflètent pas la complexité du cœur en 3D, où la géométrie, la présence de différents types de cellules et leur interaction avec la matrice extracellulaire (ECM) jouent un rôle crucial.

D'importantes tentatives ont été faites au cours de la dernière décennie pour remédier au manque de modèles pertinents de 'heart-on-a-chip' ou d'organoïdes cardiaques, en particulier en utilisant des techniques d'ingénierie tissulaire, qui impliquent un degré plus élevé de complexité, d'organisation et de dynamique. Ces modèles produisent des tissus fonctionnels, mais ne sont pas assez performants en termes de physiologie, de pertinence structurelle, de maturité cellulaire et de complexité de l'ECM.

L'objectif du projet de doctorat est de développer un modèle physiologiquement pertinent de microtissus cardiaques 3D organotypiques dérivés d'iPSCs humains (également appelé approche organ-on-a-chip), de le valider et de le tester dans des conditions pathologiques.

Le candidat 1 / établira un modèle physiologiquement pertinent in vitro de composition multicellulaire 3D avec des types de cellules spécifiques au cœur ; 2 / assurera son auto-organisation et sa ressemblance histologique avec un cœur ; 3 / testera la récapitulation de plusieurs fonctions cardiaques ; et 4 / testera ce modèle dans des conditions pathologiques imitant l'infarctus du myocarde (ischémie) ou d'autres défis mécaniques ou métaboliques imitant l'état d'insuffisance cardiaque.

Ce projet stimulant nécessitera un candidat très motivé souhaitant adopter une approche multidisciplinaire à l'interface entre la biologie cellulaire (imagerie FRET, microscopie confocale STED), la physiologie cellulaire (respiration mitochondriale, mesure des ROS), la biologie moléculaire / omique et la biophysique (mesure de la force, propriétés de rigidité de la biomatrice).

Recent technologies model human cardiovascular disease in vitro. However, due the complexity of the human heart, which includes cellular heterogeneity, physiological complexity, these approaches remain limited. In addition, animal model not always faithfully reflect the unique features of human biology, disease and also rise ethical concerns. Induced pluripotent stem cell (iPSC) technology has revolutionized the cardiology field with the use of cardiomyocytes for personalized disease modeling and drug testing. However, 2D cultures do not reflect 3D complexity of the heart, where the geometry, the presence of different cell types and their interaction with the extracellular matrix (ECM) play a crucial role.

Significant attempts have been made over the past decade to address the lack of relevant heart-on-a-chip or heart organoid models, particularly using tissue engineering techniques, which entail a higher degree of complexity, organization and dynamics. However, these models yield functional tissues but fall short in terms of physiological, structural relevance, cell maturity and ECM complexity.

The aim of the PhD project is to develop a physiologically relevant model of organotypic 3D cardiac microtissues derived from human iPSCs (also called organ-on-a-chip approach), to validate it and to test it under pathological conditions. Therefore, the candidate will 1 / establish a physiologically pertinent in vitro model of 3D multicellular composition with heart-specific cell types; 2 / ensure its self-organization and histologically resemblance with a heart; 3 / test the recapitulation of several cardiac function; and 4 / challenge this model under pathological condition mimicking myocardial infarction (ischemia) or other mechanical or metabolic challenges mimicking heart failure condition.

This challenging project will require a highly motivated candidate wanting to adopt a multi-disciplinary approach at interface between cell biology (FRET imaging, confocal STED microscopy), cell physiology (mitochondrial respiration, ROS measurement), molecular biology / omics, and biophysics (force measurement, biomatrix stiffness properties).

Début de la thèse : 01 / 10 /

Funding category

Funding further details

Programme pour normalien ENS Paris-Saclay