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Dans le domaine en constante évolution de la médecine régénérative, la convergence des technologies cellulaires, de l'édition génétique et de la bioingénierie offre des opportunités sans précédent pour développer des thérapies innovatrices. Notre groupe de recherche est dédié à combler le fossé entre la recherche fondamentale et les applications cliniques, avec un accent particulier sur les traitements novateurs du diabète de type 1.

Surmonter les défis de la transplantation d’îlots pancréatiques

La transplantation d’îlots est une approche prometteuse pour le traitement du diabète de type 1 qui doit faire face à plusieurs défis. Immédiatement après la transplantation, une grande partie des îlots est perdue en raison d'une réaction inflammatoire immédiate, détruisant jusqu'à 70 % des îlots. De plus, un ’apport sanguin insuffisant prive les îlots d'oxygène et de nutriments, entraînant la mort des cellules.

En plus de ces menaces immédiates, les îlots transplantés font face à des défis à long terme. Le foie, où les îlots sont généralement transplantés, ne correspond pas à l’environnement naturel du pancréas, ce qui complique le bon fonctionnement des îlots et provoque leur dégradation avec le temps. 

Pour surmonter ces obstacles, nous explorons des approches innovantes de bioingénierie afin de développer des sources alternatives de cellules endocrines et de créer des technologies qui mimiquent l'environnement naturel des îlots.

Nos stratégies intégrées

Nous sommes engagés dans le développement d'un Médicament de Thérapie Innovante (ATMP, Advanced Therapy Medicinal Product) ) capable de guérir le diabète de type 1. Pour atteindre cet objectif ambitieux, nous poursuivons plusieurs stratégies interconnectées :

Génération de cellules productrices d'insuline et d'organoïdes

• Différenciation des cellules souches : Développement de sources infinies de cellules productrices d'insuline dérivées de cellules souches pluripotentes induites (iPSC) ou embryonnaires humaines (hESC).
• Technologie des organoïdes 3D : Utilisation de la génération d'organoïdes en 3D pour créer des structures fonctionnelles semblables aux îlots, qui imitent de près les îlots pancréatiques natifs.

Bio-ingénierie des matrices et biomatériaux

Conception de matrices innovantes : Pour recréer le microenvironnement natif des îlots et améliorer leur biocompatibilité, nous générons des matrices à partir de tissus fœtaux qui servent de base à nos plateformes pré-vascularisées constituées  d’hydrogels et cryogels. Ces matrices reproduisent l'environnement pancréatique naturel, favorisant leur survie, leur fonctionnalité et l'intégration des cellules en fournissant des composants essentiels de la matrice extracellulaire (ECM), ainsi que de l'oxygène et des nutriments, tout en stimulant la formation de réseaux vasculaires fonctionnels.

Techniques de décellularisation: Nous utilisons des méthodes avancées de décellularisation pour éliminer les cellules tout en préservant la structure de la matrice extracellulaire (ECM). Cela permet de conserver les signaux biochimiques et mécaniques essentiels, favorisant la vascularisation et l'intégration des cellules productrices d'insuline. En préservant l'architecture de l'ECM, ces matrices améliorent l'adhésion, la prolifération et la fonctionnalité des cellules, favorisant ainsi les résultats de régénération à long terme.

Stratégies de vascularisation

Une vascularisation efficace est cruciale pour la survie et la fonction des tissus transplantés. Nous nous spécialisons dans la bioingénierie de réseaux microvasculaires fonctionnels pour répondre à ce défi :

• Bioingénierie des réseaux microvasculaires : Nous intégrons des cellules endothéliales humaines dérivées du receveur dans des hydrogels, cryogels et matrices biocompatibles. Ces constructions forment des réseaux vasculaires organisés qui, une fois implantés dans des modèles animaux, se reconnectent avec la vasculature de l’hôte, facilitant un flux sanguin soutenu.
• Intégration vasculaire in vivo: Notre modèle est bien adapté pour l'étude des mécanismes cellulaires et moléculaires de la formation des réseaux vasculaires et offre une plateforme pour le développement de nouvelles stratégies visant à la bio-construction de tissus vascularisés.
• Interactions endothéliales-cellules souches: Cette approche nous permet d'explorer comment les cellules endothéliales modulent le comportement des cellules souches co-transplantées et comment les cellules endothéliales spécifiques à un tissu influencent la communication entre les cellules souches et la vasculature.
• Amélioration de l'engagement et de la fonction: En favorisant le développement de réseaux vasculaires denses au sein de nos matrices, nous assurons l'approvisionnement en composants essentiels de la matrice extracellulaire (ECM), en oxygène et en nutriments, ce qui améliore la survie, la maturation et la fonctionnalité des cellules, y compris la sécrétion d'insuline.

Modulation immunitaire et induction de la tolérance

• Échafaudages modulant l'immunité :  Notre approche se concentre sur l'intégration de molécules modulant l'immunité et de cellules immunorégulatrices directement dans des matrices biocompatibles.
• Stratégies de dissimulation immunitaire : Nous concevons des cellules sécrétant de l'insuline et des cellules accessoires avec des techniques avancées de masquage immunitaire.

Notre objectif final est de développer un moyen de guérison stable à long terme pour le diabète de type 1. En générant des cellules fonctionnelles productrices d'insuline, en recréant l'environnement naturel des îlots à l'aide de biomatériaux avancés et en induisant une tolérance immunitaire, notre objectif est de surmonter les limitations actuelles de la transplantation d'îlots et de la thérapie cellulaire.