Thèse Développement de Modèles In Vitro par Biofabrication Avancée Intégration de Fonctionnalités Biologiques et de Précision Architecturale H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Claude Bernard Lyon 1 École doctorale : EDISS - Interdisciplinaire Sciences-Santé Laboratoire de recherche : ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires Direction de la thèse : Christophe MARQUETTE ORCID 0000000330190696 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-03T23:59:59 Contexte :
La biofabrication, et en particulier la bio-impression 3D, a permis des avancées significatives dans la création de modèles tissulaires in vitro. Pourtant, reproduire avec fidélité les architectures physiologiques de tissu mou telles que celles du foie et du poumon reste un défi majeur. En effet, la complexité des structures qui les composent telles que les lobules, les vaisseaux sanguins, les canaux biliaires pour le foie ou encore les voies respiratoires ramifiées, les alvéoles ou l'interface alvéolo-capillaire pour le poumon bloque le développement de modèles de tissu complets physiologique. Les technologies actuelles de biofabrication peinent en effet à atteindre à la fois les morphologies physiologiques et la précision spatiale indispensable pour garantir une fonctionnalité biologique optimale, que ce soit en termes de distribution cellulaire, de propriétés biomécaniques ou de maturation tissulaire. Bien que des approches récentes, comme l'assemblage de sphéroïdes par pick-and-place, aient démontré un potentiel pour des constructions tissulaires évolutives, leur transposition en architectures à la fois fonctionnelles et physiologiquement pertinentes reste limitée.
Objectifs :
Cette thèse a pour ambition de développer des architectures tissulaires complexes et de taille physiologique pour le foie et le poumon. Pour ce faire, elle se concentrera sur le developement et/ou l'optimisation des technologies de biofabrication avancées. Les technologies ciblées seront diverses, notamment le moulage, la micro-extrusion, le jet d'encre et le pick-and-place, afin d'identifier les meilleures combinaisons adaptées aux architectures cibles. Un accent particulier sera mis sur l'amélioration de la fonctionnalité biologique, en développant des stratégies visant à garantir une précision spatiale du positionnement cellulaire, une viabilité cellulaire optimale ainsi qu'une maturation tissulaire adaptée. Par ailleurs, l'intégration de réseaux vasculaires et microvasculaires sera essentielle pour assurer une alimentation cellulaire efficace, condition indispensable à la survie et au bon fonctionnement des tissus.
Méthodologie :
Une approche pluridisciplinaire sera mise en oeuvre pour évaluer les différentes technologies de biofabrication et leur capacité à reproduire des architectures physiologiques. Dans un premier temps, l'objectif sera de biofabriquer des architectures complexes avec pour cibles (i) des architectures tubulaires branchées ou non telles que les vaisseaux sanguins hépatiques ou l'arbre respiratoire, (ii) des architectures macroporeuses, telles que les tissus alvéolaires ou hépatiques. Dans un deuxième temps, la fonctionalisation de ces deux types de structures sera réalisée via leur ensemencement avec des cellules ou des organoides fonctionnels. En parallèle, la validation fonctionnelle des modèles ainsi développés inclura à la fois une qualification de la fidélité des architectures 3D produites par des technologies analytiques dédiées à l'ingéniérie tissulaire (IRM, Histologie complete), ainsi qu'une évaluation rigoureuse de leurs propriétés biomécaniques, de la viabilité cellulaire et de la maturation tissulaire. Enfin, cette thèse s'inscrira dans le cadre du programme de recherche ANR LIFT, en utilisant le foie et le poumon comme preuves de concept pour valider une stratégie innovante de biofabrication.
Ce projet s'inscrit dans un laboratoire spécialisé en biofabrication et ingénierie tissulaire, disposant d'une expertise reconnue en biomatériaux et technologies de bio-impression 3D. L'équipe travaille en étroite collaboration avec la chaire industrielle LIFT, dédiée à l'innovation en biofabrication pour la médecine régénérative. Le laboratoire apporte son savoir-faire en conception d'architectures tissulaires complexes, tandis que LIFT offre un cadre pluridisciplinaire et des ressources pour valider des preuves de concept (POC) exigeantes, comme le foie et le poumon. Cette synergie permet d'accélérer le développement de modèles in vitro fonctionnels, en combinant recherche académique et applications industrielles. Le projet inclu des intéractions avec le partenaire industriel de la Chaire LIFT, Sartorius.

Master 2 ou Ingénieur en Biochimie, Biologie cellulaire, Bio-ingénierie. Une expérience en culture cellulaire ou biofabrication serait un plus, mais non essentiel.
Niveau de français requis:Pré-intermédiaire: Vous pouvez communiquer et vous faire comprendre avec des messages simples dans certains contextes quotidiens.
Niveau d'anglais requis:Intermédiaire supérieur: Vous pouvez utiliser la langue de manière efficace et vous exprimer précisément.