Thèse Développement d'Un Système de Production d'Arn Circulaires à Visée Thérapeutique H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : BSB - Biologie, Santé, Biotechnologies Laboratoire de recherche : I2MC - Institut des Maladies Métaboliques et Cardiovasculaires Direction de la thèse : Eric LACAZETTE ORCID 0000000312345260 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-29T23:59:59 Les thérapies à base d'ARN représentent aujourd'hui une innovation majeure en biomédecine, notamment depuis le succès clinique des vaccins à ARNm. Cependant, les ARNm linéaires restent limités par leur instabilité intrinsèque, leur expression transitoire et leur immunogénicité potentielle. Les ARN circulaires (circARN) constituent une alternative prometteuse grâce à leur stabilité accrue, leur résistance aux exonucléases et leur capacité de traduction prolongée. Néanmoins, plusieurs verrous technologiques limitent encore leur développement thérapeutique, en particulier en ce qui concerne leur production à grande échelle et leur vectorisation efficace.L'objectif de ce projet de thèse est de développer et d'optimiser une plateforme complète de production et de vectorisation de circARN thérapeutiques dans le contexte du lymphoedème secondaire, une pathologie chronique survenant après certains traitements du cancer et pour laquelle il n'existe actuellement aucun traitement curatif.

Le travail reposera sur un système preuve de concept déjà développé à l'INSERM U1297, permettant la production de circARN dans système cellulaire spécifique. Des résultats préliminaires ont démontré la faisabilité de produire, purifier et transfecter fonctionnellement des circARN dans des cellules. Le doctorant étendra cette approche à des circARN thérapeutiques codant des facteurs lymphangiogéniques .

Le premier objectif consistera à optimiser la production des circARN par les cellules. Différentes architectures de construction seront évaluées, afin d'améliorer l'efficacité de circularisation et de traduction. La qualité des ARN sera évaluée par électrophorèse capillaire, RT-PCR, séquençage et tests fonctionnels.

Le second objectif portera sur le développement de systèmes de vectorisation nanoparticulaires. Le doctorant participera à la formulation et à la caractérisation de nanoparticules lipidiques (LNP) et de nanoparticules à base de chitosan destinées à délivrer les circARN aux cellules cibles. Les nanoparticules seront caractérisées sur le plan physicochimique (taille, charge, efficacité d'encapsulation, stabilité) puis évaluées dans des modèles cellulaires primaires.

Le projet analysera également la réponse cellulaire aux circARN exogènes, notamment l'activation de l'immunité innée et la cytotoxicité, par RT-qPCR et cytométrie en flux.

Enfin, les formulations optimisées seront évaluées dans un modèle murin de lymphoedème secondaire. Le projet permettra ainsi une comparaison directe entre approches thérapeutiques à ARN circulaire et ARNm linéaire.

Ce projet de thèse, à l'interface entre biologie moléculaire, ingénierie des ARN, nanomédecine et recherche translationnelle, devrait conduire au développement d'outils thérapeutiques innovants et pourrait déboucher sur une valorisation sous forme de propriété intellectuelle et de développement industriel dans le domaine en forte expansion de la médecine des ARN. Les thérapies à base d'ARN connaissent un essor considérable depuis la démonstration de l'efficacité clinique des vaccins à ARNm. Ces approches ouvrent des perspectives majeures pour la médecine régénérative et la thérapie génique, en permettant une production transitoire de protéines thérapeutiques directement dans les cellules cibles. Cependant, les ARNm linéaires présentent plusieurs limitations importantes, notamment une faible stabilité, une durée d'expression limitée et une possible activation des réponses immunitaires innées, nécessitant des stratégies complexes de modification chimique et de vectorisation.

Dans ce contexte, les ARN circulaires (circARN) apparaissent comme une nouvelle génération de vecteurs thérapeutiques particulièrement prometteurs. Grâce à leur structure covalente fermée, les circARN sont naturellement résistants aux exonucléases, présentent une stabilité accrue et permettent potentiellement une expression protéique plus durable. Malgré cet intérêt croissant, plusieurs verrous technologiques freinent encore leur développement biomédical, notamment en ce qui concerne leur production à grande échelle, leur purification et leur délivrance efficace aux tissus cibles.

Le projet s'intéresse au lymphoedème secondaire, une complication fréquente des traitements anticancéreux (chirurgie, radiothérapie) caractérisée par une altération du drainage lymphatique, une inflammation chronique et une fibrose progressive des tissus. Cette pathologie constitue un enjeu médical important car aucun traitement curatif n'est actuellement disponible. Des approches récentes basées sur l'expression de facteurs lymphangiogéniques ont montré un fort potentiel thérapeutique dans des modèles précliniques, mais reposent principalement sur des ARNm linéaires.

Dans ce contexte, le projet vise à développer des vecteurs thérapeutiques à circARN capables d'induire une expression efficace et prolongée de ces facteurs pro-lymphangiogéniques. En combinant production bactérienne de circARN, vectorisation nanoparticulaire et validation préclinique, ce travail ambitionne de contribuer au développement d'une nouvelle génération de thérapies géniques basées sur les ARN circulaires. L'objectif principal de cette thèse est de développer et d'optimiser une plateforme de production et de vectorisation de circARN thérapeutiques destinés à induire la production de facteurs lymphangiogéniques. Le projet vise à lever plusieurs verrous technologiques liés à la synthèse, la purification et la délivrance des ARN circulaires. Plus spécifiquement, le travail consistera à : (i) optimiser la production cellulaire de circARN fonctionnels, (ii) développer des nanoparticules ciblant les cellules cibles, (iii) comparer les performances biologiques des circARN et des ARNm linéaires, notamment en termes d'expression protéique, de stabilité et d'immunogénicité, et (iv) valider les formulations les plus efficaces dans un contexte préclinique de lymphoedème secondaire. À plus long terme, ce projet ambitionne de contribuer au développement d'une nouvelle génération de thérapies géniques à ARN circulaire. Le projet reposera sur une approche multidisciplinaire combinant biologie moléculaire, ingénierie des ARN et nanomédecine. Des constructions d'ARN circulaires thérapeutiques seront produites dans un modèle cellulaire spécifique. Les circARN seront ensuite purifiés et caractérisés par électrophorèse capillaire, RT-PCR, séquençage et analyses fonctionnelles. Leur vectorisation sera réalisée à l'aide de nanoparticules lipidiques et polymériques développées spécifiquement, suivie d'une caractérisation physicochimique complète (taille, charge, efficacité d'encapsulation, stabilité). Les performances biologiques seront évaluées dans des cultures cellulaires primaires par analyses de transfection, de production protéique, de cytotoxicité et de réponse immunitaire innée. Enfin, les formulations les plus prometteuses seront transférées vers un modèle préclinique murin de lymphoedème secondaire pour validation thérapeutique.

Le candidat devra posséder une solide formation en biologie moléculaire, biologie cellulaire ou biotechnologies, avec un intérêt marqué pour les thérapies innovantes à base d'ARN et la recherche translationnelle. Une expérience pratique en techniques de biologie moléculaire (clonage, PCR, extraction et analyse d'ARN, culture cellulaire) sera particulièrement appréciée. Des connaissances en vectorisation nanoparticulaire, biochimie des ARN ou analyses de cytométrie en flux constitueront un atout supplémentaire.

Le projet étant à l'interface entre recherche fondamentale et innovation biomédicale, le candidat devra faire preuve d'autonomie, de rigueur expérimentale et d'une forte capacité d'adaptation à un environnement multidisciplinaire. Une aptitude au travail collaboratif sera essentielle en raison des interactions étroites avec les partenaires académiques et industriels du consortium. Un bon niveau d'anglais scientifique, à l'écrit comme à l'oral, est également attendu pour la communication des résultats et la participation à des congrès internationaux.