Thèse soutenue

Étude des interactions entre des substrats microstructurés et des cellules endothéliales pour le développement d’un biocapteur plasmonique pour le diagnostic précoce de conditions pathologiques
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Auteur / Autrice : Zhor Khadir
Direction : Michael CanvaPaul Charette
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Electronique et Optoélectronique, Nano- et Microtechnologies
Date : Soutenance le 29/03/2022
Etablissement(s) : université Paris-Saclay en cotutelle avec Université de Sherbrooke (Québec, Canada)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Electrical, optical, bio-physics and engineering
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau, Essonne ; 1998-....) - laboratoire Charles Fabry / Biophotonique - Laboratoire Nanotechnologies et Nanosystèmes [Sherbrooke] / LN2
Equipe de recherche : Biophotonique - nanoplasmonique et imagerie biomédicale
référent : Institut d'optique Graduate school (Palaiseau, Essonne ; 1920-....)
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l'ingénierie et des systèmes (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Alice Nicolas
Examinateurs / Examinatrices : Michael Canva, Paul Charette, Elodie Engel, Gaëtan Laroche, Philippe Gogol
Rapporteurs / Rapporteuses : Elodie Engel, Gaëtan Laroche

Résumé

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L’intégrité de l’endothélium vasculaire dépend de la cohésion des cellules endothéliales qui constituent la monocouche cellulaire. Cette cohésion est renforcée par des jonctions endothéliales principalement composées de VE-cadhérines. La quantification de l’intégrité de cette couche cellulaire est particulièrement importante dans l’étude et le diagnostic de conditions pathologiques associées à un stress inflammatoire et à l’exposition à des toxines bactériennes comme dans le cas du sepsis. En se basant sur l'association de ces conditions inflammatoires à une perte de l’intégrité de l’endothélium vasculaire, nous proposons dans ce projet, le développement et la validation de biopuces plasmoniques de nouvelle génération, dans le but de générer des modèles de couches cellulaires normalisés in vitro, afin de quantifier, en temps réel et sans marquage, l’intégrité de la barrière endothéliale.Dans ces travaux de thèse, un modèle de monocouche cellulaire in vitro constitué de 3 hexagones a été fabriqué. Il s’agit d’une première preuve de concept qui confirme que la stratégie de contrôler géométriquement le confinement des cellules puis leur connectivité en optimisant les paramètres d’autoassemblage et d’adhésion, permet d’induire une monocouche cellulaire fonctionnelle comme modèle normalisé endothélial in vitro. Il s’agit d’une première brique pour la fabrication, in fine, d’un tissu endothélial plus complet constitué de plus d’hexagones, pour le développement de biopuces plasmoniques de nouvelle génération pour les diagnostics précoces de conditions pathologiques tel le sepsis.Ce doctorat est mené en cotutelle entre l’Université de Sherbrooke et l’Université Paris-Saclay. La fabrication des substrats d’or et des masques en chrome/quartz pour les techniques de photolithographie douce ainsi que le traitement des images sont effectués à l’Institut Interdisciplinaire de l’Innovation Technologique (3IT), l’expertise en imagerie plasmonique est fournie par le laboratoire Charles Fabry (LCF) à l’Institut d’Optique Graduate School en France (IOGS), et les expériences de chimie de surface, de microfabrication, de cultures cellulaires et de validation des biopuces sont effectuées au département de pharmacologie de Sherbrooke (IPS).