Thèse Modèle d'Intestin sur Puce Immunocompétent pour l'Étude des Maladies Inflammatoires Chroniques de l'Intestin H/F - 59

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Biologie Santé de Lille
Laboratoire de recherche : Institut de Recherche Translationnelle sur l'Inflammation
Direction de la thèse : Bertrand MERESSE ORCID 0000000289788636
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-28T23:59:59

Les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), comprenant principalement la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, sont des pathologies inflammatoires complexes et hétérogènes caractérisées par une inflammation chronique de la muqueuse intestinale. Elles résultent d'interactions multifactorielle entre susceptibilité génétique, altérations de la barrière épithéliale, dysrégulation de l'immunité innée et adaptative et facteurs environnementaux, notamment le microbiote intestinal. Leur évolution par poussées et rémissions s'accompagne de complications digestives et systémiques et d'un fort impact sur la qualité de vie. Malgré les progrès thérapeutiques, un nombre important de patients reste non répondeur, soulignant le besoin de modèles pertinents pour mieux comprendre la physiopathologie et développer des approches de médecine de précision.
Les approches « omics » ont permis de mieux appréhender la complexité des interactions entre épithélium, système immunitaire et microbiote dans les MICI, mais ces données restent majoritairement corrélatives et peinent à établir des liens causaux. Les modèles animaux humanisés présentent des limites de transposition à la physiopathologie humaine, tandis que les organoïdes intestinaux, bien qu'innovants, ne reproduisent pas un tissu intestinal complet intégrant stroma et immunité fonctionnelle. Dans ce contexte, le développement de modèles in vitro avancés mimant la complexité de la muqueuse intestinale humaine constitue un enjeu majeur pour la recherche translationnelle.
L'objectif de ce projet de thèse est de développer un modèle d'intestin sur puce immunocompétent, autologue et dérivé de patients, reproduisant l'architecture et les fonctions de la muqueuse intestinale humaine ainsi que ses interactions dynamiques avec l'environnement luminal. Ce modèle reposera sur une organisation compartimentée incluant la lumière intestinale, l'épithélium et le chorion, un système immunitaire inné et adaptatif autologue et des capacités analytiques multiparamétriques (scRNAseq, imagerie, cytométrie en flux, biologie moléculaire).
La muqueuse intestinale sera reconstituée à partir de tissus humains issus de pièces opératoires ou de biopsies endoscopiques de patients atteints de MICI et d'individus contrôles. Les cryptes intestinales seront isolées, amplifiées puis ensemencées pour générer un épithélium tridimensionnel multicellulaire. Les cellules stromales et immunitaires du chorion seront intégrées dans un compartiment sous-jacent permettant une interface dynamique avec l'épithélium. Le modèle s'appuiera sur la technologie d'organe sur puce 3DP-mGUT, validée comme plateforme préclinique interopérable. Ce modèle permettra entre autre d'analyser l'effet de probiotiques, notamment Lactiplantibacillus plantarum, chez des patients MICI.
Il constituera un outil préclinique unique pour étudier de manière intégrée les mécanismes de tolérance, d'inflammation et de réparation tissulaire impliquant l'épithélium, le stroma et l'immunité. Sa capacité à reproduire des signatures spécifiques à chaque patient ouvrira la voie à l'identification de biomarqueurs fonctionnels et au développement d'approches de médecine personnalisée dans les MICI.

Les maladies inflammatoires chroniques intestinales (MICI), incluant la maladie de Crohn et la rectocolite hémorragique, sont des pathologies inflammatoires complexes résultant d'interactions multifactorielle entre susceptibilité génétique, altérations de la barrière épithéliale, dysrégulation de l'immunité innée et adaptative et facteurs environnementaux, notamment le microbiote intestinal. Malgré les progrès thérapeutiques, un nombre important de patients demeure non répondeur aux traitements actuels.
Les approches omics ont permis de mieux caractériser les interactions entre épithélium, système immunitaire et microbiote, mais restent principalement corrélatives. Les modèles animaux humanisés présentent des limites de transposition à la physiopathologie humaine, tandis que les organoïdes intestinaux ne reproduisent pas pleinement la complexité de la muqueuse intestinale intégrant stroma et immunité fonctionnelle. Le développement de modèles in vitro avancés, capables de mimer la complexité structurelle et fonctionnelle de la muqueuse intestinale humaine, constitue ainsi un enjeu majeur pour la recherche translationnelle sur les MICI.
Dans ce contexte, Lactiplantibacillus plantarum constitue un candidat probiotique d'intérêt en raison de ses effets immunomodulateurs et de son impact potentiel sur l'intégrité de la barrière épithéliale, déjà suggérés dans plusieurs études précliniques et cliniques. Toutefois, les mécanismes cellulaires et moléculaires sous-jacents restent insuffisamment caractérisés dans des systèmes intégrant de manière fonctionnelle épithélium et compartiment immunitaire humains. L'utilisation de notre modèle expérimental permettra ainsi d'évaluer de façon causale et mécanistique les effets de L. plantarum dans un environnement contrôlé et pertinent pour la physiopathologie des MICI.

L'objectif principal de ce projet est de développer un modèle d'intestin sur puce immunocompétent, autologue et dérivé de patients, capable de reproduire l'architecture et les fonctions de la muqueuse intestinale humaine ainsi que ses interactions dynamiques avec l'environnement luminal.
Les objectifs spécifiques sont :
-Reconstituer une muqueuse intestinale compartimentée incluant la lumière intestinale, l'épithélium et le chorion.
-Intégrer un système immunitaire inné et adaptatif autologue.
-Étudier les mécanismes de tolérance, d'inflammation et de réparation tissulaire dans un contexte physiologique et pathologique.
-Développer une plateforme analytique multiparamétrique pour l'analyse des réponses cellulaires et moléculaires.
Le deuxième objectif est d'utiliser le modèle pour déterminer les effets anti-inflammatoires de L. plantarum, sur les cellules épithéliales et immunitaires dans le cadre des MICI.

La muqueuse intestinale sera reconstituée à partir de tissus humains issus de pièces opératoires ou de biopsies endoscopiques de patients atteints de MICI et d'individus contrôles. Les cryptes intestinales seront isolées, amplifiées et ensemencées afin de générer un épithélium tridimensionnel multicellulaire.
Les cellules stromales et immunitaires de la lamina propria seront isolées et intégrées dans un compartiment sous-jacent permettant une interface dynamique avec l'épithélium. Le modèle reposera sur la technologie d'organe sur puce 3DP-mGUT, validée comme plateforme préclinique interopérable. Le modèles sera utilisée pour étudier l'effet de facteurs environnementaux tels que les probiotiques (L. plantarum). Les réponses cellulaires et moléculaires seront analysées par des approches multiparamétriques incluant la transcriptomique unicellulaire (scRNAseq), la cytométrie en flux, l'imagerie et les analyses moléculaires.