Stage M2 : Développement d’hydrogels de collagène recombinant pour la culture 3D d’organoïdes

Période : 6 mois, de janvier/février à juin/juillet 2027
Encadrantes du stage : Dr Penthip Muangkaew et Dr Cécile Echalier
Contact :
Équipe de recherche : IBMM Peptides
Lieu du stage : IBMM, Pôle Chimie Balard, 1919 route de Mende, Montpellier, France.

Résumé

Les organoïdes et tumoroïdes 3D dérivés de cellules de patients se sont imposés comme une alternative prometteuse aux cultures 2D et à l’expérimentation animale. Les interactions cellule-matrice étant essentielles à la survie, à la prolifération et à la migration cellulaires, le choix du biomatériau conditionne fortement la fonctionnalité de ces modèles in vitro.

Cependant, la recherche en oncologie est actuellement freinée par le manque de biomatériaux exempts de composants d’origine animale, bien définis et dont les propriétés mécaniques et chimiques peuvent être modulées avec une grande reproductibilité.

Pour relever ce défi, notre consortium multidisciplinaire réunissant chimistes, biologistes et cliniciens propose de concevoir des matrices de culture parfaitement définies à partir de collagène recombinant. Le recours à une source biosynthétique non animale permet de s’affranchir de la variabilité d’un lot à l’autre observée avec les matériaux traditionnels.

L’objectif est de développer des hydrogels sur mesure permettant la croissance d’organoïdes épithéliaux colorectaux (issus de cellules adultes) et d’organoïdes épithéliaux bronchiques (issus de cellules iPS) afin d’étudier les mécanismes d’initiation tumorale dans des conditions inflammatoires.

Nous synthétiserons des hydrogels de collagène silylé en fonctionnalisant le collagène par des groupements alkoxysilanes, puis en réalisant une réticulation covalente par un procédé sol-gel doux, dans des conditions physiologiques de milieu et de température. Cette réaction non toxique, bioorthogonale et chimiosélective permet d’obtenir des propriétés mécaniques et des environnements biochimiques modulables.

Le consortium

Ce projet établit un lien entre chimie et biologie avancée grâce à trois équipes spécialisées :

• Équipe Peptides (IBMM, Montpellier) : expertise dans les précurseurs bio-inspirés et la chimie sol-gel pour la conception de matrices extracellulaires biomimétiques.
• Équipe d’Audrey Ferrand (IRSD, Toulouse) : spécialiste des mécanismes d’initiation du cancer colorectal et des modèles avancés de « côlon-sur-puce » (colon-on-a-chip).
• Équipe du Pr John De Vos (IRMB, Montpellier) : développement de modèles d’épithélium bronchique entièrement fonctionnels, dérivés de cellules iPS.

Missions principales

• Synthèse et analyse : silylation du collagène recombinant et quantification par RMN.
• Formulation : préparation d’hydrogels 3D par procédé sol-gel et ajustement de leur rigidité en faisant varier la concentration et le taux de silylation.
• Caractérisation : évaluation des propriétés viscoélastiques par rhéologie et AFM.

Les hydrogels validés seront ensuite envoyés aux partenaires pour leur évaluation biologique.

Compétences techniques et qualités requises

1. Chimie et analyse : compétences en synthèse organique et/ou en chimie des polymères ainsi qu’en RMN. Une expérience en rhéologie ou en AFM constitue un réel atout.
2. Autonomie et organisation : capacité à travailler de manière autonome et bonnes compétences en gestion de projet.
3. Professionnalisme : grande rigueur scientifique et implication dans le travail.
4. État d’esprit : curiosité scientifique, esprit critique et capacité à résoudre des problèmes.
5. Communication : bonnes qualités relationnelles permettant de rendre compte du travail aux encadrantes et de collaborer efficacement avec l’équipe.