Immunomonitoring des sécrétions cellulaires d'organes sur puce par systèmes microfluidiques intégrés

par Clément Quintard

Projet de thèse en BIS - Biotechnologie, instrumentation, signal et imagerie pour la biologie, la médecine et l'environnement

Sous la direction de Xavier Gidrol, Yves Fouillet et de Jean-Luc Achard.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement , en partenariat avec CEA Grenoble LETI-DTBS-Laboratoire des Systèmes Microfluidiques et de Bio-ingénierie (laboratoire) depuis le 15-10-2018 .


  • Résumé

    Le contexte de la thèse concerne les microsystèmes pour la biologie dont les enjeux sont d'intégrer et d'automatiser les protocoles d'analyse pour les applications à la santé. Dans ce contexte général, une des thématiques en pleine évolution concerne les organes sur puces. Ce sont des systèmes microfluidiques de culture cellulaire dans des composants réalisés par des techniques de microfabrication. Les réseaux fluidiques permettent de perfuser les cellules en culture et de stimuler physiologiquement les tissus afin de mimer l'organe dans son environnement in-vivo, permettant ainsi de disposer de modèles biologiques plus pertinents que ceux actuellement disponibles. L'objectif de la thèse est de développer un système fluidique afin d'étudier sur la puce le contenu en sécrétions cellulaires, indicateurs de fonctionnalités et de stades de différenciation. Plus concrètement, nous visons le suivi d'insuline d'un pancréas artificiel. Pour cela il faudra exploiter une technique microfluidique digitale en cours de développement afin d'intégrer à l'organe on chip un test de dosage immunologique du type Elisa. Le système fluidique à concevoir devra collecter un échantillon du milieu de culture et effectuer l'ensemble des étapes du protocole d'analyse qui comprend une succession d'étapes de dilution, mélange ou lavage…. Le déroulement de la thèse bénéficiera de la proximité de deux laboratoires, l'un spécialisé en microfluidique pour le diagnostic, l'autre en biologie cellulaire et culture 3D.

  • Titre traduit

    Integrated microfluidic system dedicated to cellular secretion immunomonitoring of organ-on-chip


  • Résumé

    The context of the thesis concerns the microsystems for biology whose stakes are the integration and the automation of protocols assays for healthcare applications. In this field there is a growing interest on the development of organs on chips. An organ-on-a-chip is a microfluidic cell culture device created with micro-manufacturing technics. The fluidics networks create the mimicking in vivo environment for cell culture such as perfusions and physiologic stimulation, thus making it possible to have biological models more relevant than those currently available. The objective of the thesis is to develop a fluidic system to study on the chip the content of cell secretions, indicators of features and stages of differentiation. More precisely, we aim at insulin monitoring of an artificial pancreas. To this end, a new digital microfluidic technics recently introduced in our lab will be developed in order to integrate an immunoassay tests (ELISA) into an organ on chip. The fluidic system to be designed will collect a small sample volume from the culture medium, and will performed all the step of the protocol assay defined by a succession of dilution, mixing washing. For this subject, the candidate will benefit from the proximity of two laboratories, one specialized in microfluidics for diagnosis, the other in cell biology and 3D culture.