Thèse Modéliser l'Axe Myéloïde Moelle Osseuse-Peau pour Restaurer la Réparation Cutanée en Contexte Inflammatoire H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : RESTORE Direction de la thèse : Nicolas ESPAGNOLLE ORCID 0000000263216357 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 L'incidence croissante des plaies chroniques, exacerbée par le vieillissement et les comorbidités associées (diabète, obésité), impose une lourde charge aux systèmes de santé et altère significativement la qualité de vie des patients. Malgré l'émergence de solutions innovantes, les progrès cliniques restent limités, soulignant la nécessité de développer des stratégies thérapeutiques plus efficientes. L'étude de ces pathologies nécessite des modèles dynamiques, fiables et reproductibles. Les nouvelles approches in vitro humaines (NAMs) répondent à cette exigence tout en satisfaisant au principe éthique des 3R par la substitution des modèles animaux.
Les défauts de cicatrisation, sous-jacents des plaies chroniques, sont causés en partie par la dérégulation de la myélopoïèse et l'installation d'une inflammation chronique, impliquant une production mal régulée par la moelle osseuse (MO) de cellules myéloïdes qui infiltrent ensuite la plaie cutanée.
Afin de décrypter les mécanismes cellulaires et moléculaires impliqués dans cette pathologie, l'équipe FLAMES a développé et breveté une méthodologie permettant la génération d'un modèle de MO humaine in vitro (WO 2022/195104) basé sur l'utilisation de cellules primaires médullaires mimant les différents compartiments du microenvironnement médullaire (ostéoblastique, adipocytaire, vasculaire). La fonctionnalité du modèle a été confirmée par sa capacité à soutenir l'hématopoïèse in vitro et à modifier sa trajectoire en contexte inflammatoire pour stimuler la myélopoïèse, entraînant la production simultanée de cellules myéloïdes immatures et différenciées.
Simultanément, un modèle d'organoïde cutané humain a été développé et breveté (EP23306479) par l'équipe. Ce modèle a été construit par auto-organisation de cellules primaires issues de biopsies cutanées sur un échafaudage en PolyCaproLactone (PCL) imprimé en 3D, actuellement en développement au LAAS-CNRS avec qui l'équipe collabore activement. Cette stratégie permet de générer un modèle complexe recréant la structure de la peau in vivo (épiderme et derme), comprenant des kératinocytes, des fibroblastes, de la vascularisation, des cellules immunitaires résidentes, des mélanocytes et des glandes sudoripares.
L'objectif de ce projet de thèse est d'étudier en temps réel la myélopoïèse, le recrutement cellulaire, et l'impact des cellules myéloïdes sur la réparation cutanée et les défauts de la cicatrisation. Il vise à utiliser un système microphysiologique (MPS) en flux pour co-cultiver deux modèles tissulaires (moelle osseuse et peau).
Plus précisément, les objectifs de la thèse seront :
- Axe1 : L'adaptation du modèle de MO à un MPS:
Culture sur membrane poreuse permettant la migration cellulaire hors de la MO
Optimisation de la migration cellulaire
- Axe 2 : L'étude de la fonctionnalité du modèle de peau :
Mise au point de stress cutanés (mécanique, inflammatoire, UV ...) et évaluation des médiateurs sécrétés.
Caractérisation du modèle sain ou lésé par des approches d'imagerie/histologie et séquençage de l'ARN sur cellule unique
Mise au point d'un modèle d'organoïde de peau pathologique (escarre)
- Axe 3 : L'étude de la dynamique cellulaire entre les modèles de MO et de peau lésée ou pathologique
Mise au point de la co-culture des deux modèles dans une puce microfluidique (TissUse, NETRI, LAAS-CNRS)
Caractérisation des cellules produites par le modèle de MO (Cytométrie en flux)
Evaluation de l'infiltration cellulaire et de la réparation cutanée (cytométrie spectrale, transcriptomique spatiale, histologie)
À terme, ce travail permettra de concevoir un MPS multi-organes innovant. Ce modèle servira à explorer le rôle de la myélopoïèse dans la réparation cutanée et à développer de nouvelles thérapies pour réguler l'inflammation et l'infiltration cellulaire en cas de défauts de cicatrisation.
Les plaies chroniques représentent un enjeu médical et sociétal majeur, touchant des millions de personnes dans le monde, avec une incidence croissante liée à des comorbidités telles que le diabète et l'obésité ainsi qu'au vieillissement de la population. Elles imposent une lourde charge aux systèmes de santé et altèrent significativement la qualité de vie des patients. Malgré l'émergence de solutions innovantes, les progrès cliniques restent limités, en contraste avec la croissance rapide du marché mondial, estimé à 18,7 milliards de dollars d'ici 2027. Cette disparité souligne l'urgence de développer des approches thérapeutiques plus efficaces.

Compétences en Hématologie/immunologie
Compétences ou connaissances en cytométrie en flux
Compétences ou connaissances en imagerie
Compétences ou connaissances en fluidique (bioréacteurs, puces microfluidiques)
Culture cellulaire 2D/3D
Manipulation en laboratoire L2