Description

Les troubles musculaires squelettiques, notamment les dystrophies musculaires, les myopathies inflammatoires et la sarcopénie, représentent un fardeau sanitaire majeur à l’échelle mondiale. Malgré des étiologies distinctes, ces affections partagent une caractéristique pathologique commune : la perturbation chronique de la réparation tissulaire par une inflammation persistante non résolue. Si les macrophages résidents jouent un rôle clé dans la régénération musculaire, la contribution d'autres régulateurs cellulaires, en particulier le système nerveux, reste mal comprise. Notre projet vise à étudier comment le système nerveux interagit avec les macrophages résidents dans les muscles et comment ces interactions influencent le développement et la régénération des muscles squelettiques après une lésion. L'une des principales limites dans ce domaine est le manque de modèles humains pertinents. À ce jour, la capacité à modéliser les interactions entre les macrophages et l'environnement musculaire squelettique humain reste très limitée. Bien que les modèles animaux puissent fournir des informations précieuses sur le rôle des cellules immunitaires dans le développement et la reparation musculaire in vivo, ils présentent des différences physiologiques significatives avec l’humain. De plus, les systèmes de co-culture 2D conventionnels ne parviennent pas à reproduire la complexité structurelle et cellulaire du tissu musculaire et son microenvironnement spécifique. Afin de pallier la disponibilité limitée des biopsies musculaires de patients et de modéliser l'interaction entre les différents types de cellules au sein du tissu SkM, la disponibilité limitée des biopsies musculaires de patients et de modéliser les interactions entre les différents types cellulaires au sein du tissu musculaire squelettique, des organoïdes 3D de muscle squelettique humain (SMO) peuvent être générés à partir de cellules souches pluripotentes humaines (hPSC). L’objectif principal de ce projet est de développer des organoïdes de muscle squelettique humain immunocompétents (iSMO) intégrant des composantes musculaires, immunitaires et neuronales. Ce modèle physiologiquement pertinent permettra d’étudier les interactions neuro-immunes lors de lésions et d’inflammation du muscle squelettique induites par des facteurs mécaniques, chimiques ou génétiques. Pour atteindre cet objectif, nous développerons et optimiserons des approches de co-culture et d’injection directe afin d’intégrer des cellules immunitaires dans les organoïdes. Les cellules immunitaires (monocytes/macrophages) seront soit isolées et différenciées à partir de donneurs, soit générées directement à partir de hiPSC. Les hiPSC peuvant être dérivées de patients, elles constituent une source cellulaire fiable et génétiquement diversifiée pour la modélisation des maladies humaines. Cette stratégie innovante nous permettra de modéliser les mécanismes d’inflammation et de régénération spécifiques à l’humain, y compris ceux associés à la dystrophie musculaire liée à LAMA2, une maladie génétique et de la matrice extracellulaire (MEC) caractérisée par une inflammation chronique et une atrophie musculaire sévère. Grâce à la transcriptomique spatiale, des analyses multi-omiques et l’imagerie à haute résolution, nous caractériserons la dynamique des macrophages, l’activité neuronale et le comportement des cellules souches musculaires au sein des iSMO lors de la réparation. En révélant les mécanismes fondamentaux du dialogue neuro-immun dans le muscle squelettique, cette étude apportera un cadre translationnel unique, ouvrant la voie au développement de nouvelles stratégies thérapeutiques pour les maladies musculaires.

Compétences requises

- Expérience de la culture cellulaire (Expérience des hiPSC souhaitée, mais non obligatoire). - Compétences en techniques classiques de biologie moléculaire et biochimie (extraction ARN, western blot, microscopie 3D, immunofluorescence, FACS). - Connaissances des méthodes pour l’analyse statistique de données. - Connaissances des méthodes d'analyse bio-informatique. - Capacités d’analyse, de rédaction et communication des résultats.

Bibliographie

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Mots clés

Organoïdes, human Pluripotent Stem Cells, Muscle Squelettique, inflammation, réparation tissulaire