Construction d'un modèle d'organoide hépatobiliaire in vitro

Construction of an in vitro hepatobiliary organoid model

• Auteur / Autrice : Denis Estrade
• Direction : Aurélien Deniaud, Pascale Dupuis-williams
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie cellulaire
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie et Biologie des Métaux

Mots clés

Mots clés libres

Excrétion biliaire

Co-culture

Organoïde

Cholangiocyte

Auto-organogenèse

Hépatocyte

Organoid

Cholangiocyte

Hepatocyte

Biliary excretion

Self-organogenesis

Co-culture

Résumé

L'objectif de la thèse est la construction d'un organoïde hépatobiliaire, qui reproduirait les fonctions d'excrétion biliaire pour des applications de criblages pharmaceutiques, tels que la découverte de nouveaux médicaments (en particulier pour les cholangiopathies), ainsi que l'analyse prédictive de leurs métabolisations et de leurs toxicités au niveau du foie. Nous maitrisons déjà la formation de sphéroïdes hépatiques avec des canalicules biliaires (CB) cystiques mais fonctionnels. Nos partenaires ont réussi à induire l'auto-assemblage de cholangiocytes pour former des tubes biliaires (TB) avec de vrais lumens sur des supports micropatternés par photolithographie. Le projet de thèse vise à connecter les TB avec les CB afin de former un véritable réseau hépatobiliaire sur puce. L'étudiant en thèse devra dans un premier temps prendre en main les cultures cellulaires des hépatocytes (lignée HepG2/C3A et primaires) et des cholangiocytes, ainsi que les techniques de microfabrication. Il mettra en place différentes stratégies de co-culture pour favoriser les connections et les étudiera par des techniques d'imagerie. L'imagerie confocale permettra de suivre le transport de sels biliaires fluorescents des CB vers les TB et de mettre en évidence la connexion. L'imagerie par microscopie électronique à balayage à faisceau d'ions focalisé (FIB-SEM) réalisée en collaboration permettra la reconstruction 3D de la zone de connexion à une résolution de l'ordre de 10 nm. La dernière étape sera la visualisation du flux hépatobiliaire par connexion avec un capillaire microfluidique.

The goal of the PhD project is the construction of a hepatobiliary organoid, which would reproduce the functions of biliary excretion for pharmaceutical screening applications, such as the discovery of new drugs (in particular for cholangiopathies), as well as the predictive analysis of drug metabolization and toxicity in the liver. The lab has already mastered the formation of hepatic spheroids with with functional albeit cystic bile canaliculi (BC). Our partners have successfully induced self-assembly of cholangiocytes to form bile tubes (BT) with real lumens on chips micropatterned by photolithography. The PhD project aims to connect BT with BC in order to form a full hepatobiliary network on a chip. The PhD student will first be trained in hepatocyte (HepG2 / C3A and primary lines) and cholangiocyte 3D cell culture, as well as in microfabrication techniques. He will implement different co-culture strategies to foster connections and study them using imaging techniques. Confocal imaging will be used to follow the transport of fluorescent bile salts from BC to BT and demonstrate successful connection. Focused Ion Beam Scanning Electron Microscopy (FIB-SEM) imaging carried out in collaboration with our partner will allow 3D reconstruction of this area at a resolution of around 10nm. The last step will be the visualization of the hepatobiliary flow by branching a microfluidic capillary.