CELL EXP
Défi : Systèmes expérimentaux spécialisés
Aperçu
Face à la nécessité de réduire l’expérimentation animale dans la recherche scientifique, les organoïdes neuronaux humains s’imposent comme des modèles puissants pour étudier le développement du système nerveux et modéliser les cancers pédiatriques. Le projet Cell Exp vise à combiner des organoïdes neuronaux humains, des embryons humains et des modèles murins in vivo afin de cartographier les trajectoires et lignages cellulaires neurodéveloppementaux.
Gaelle Legube, responsable de l’équipe « Chromatin and DNA repair » de l’unité UMR 5077 de biologie moléculaire, cellulaire et du développement du Centre de Biologie Intégrative de Toulouse.
Stéphane Nédélec, responsable de l’équipe « Cellules souches et neurodéveloppement » de l’UMR Inserm 1341 / CNRS 8265 / Sorbonne Université de l’Institut du fer à moulin.
Etude des interactions cellulaires via des organoïdes cérébraux et de la visualisation de données, pour simuler les mutations à l’origine des tumeurs cancéreuses
Objectifs clés
- Cartographier les trajectoires cellulaires dans le SNC embryonnaire humain et murin afin de définir des atlas de référence pour les lignages cellulaires normaux.
- Développer des organoïdes neuronaux régionaux robustes, capables de reproduire fidèlement les structures cérébrales humaines, et réduire ainsi la variabilité inter-organoïde.
- Identifier les points de dérèglement des trajectoires cellulaires dans les modèles de cancer pédiatrique pour mieux comprendre l’initiation et la progression tumorale.
Actions clés
Cartographie des identités cellulaires dans le cerveau embryonnaire humain et murin.
- Construire des cartes 3D des identités cellulaires et des relations de lignage dans le SNC humain et murin.
- Utiliser des approches multi-omiques (transcriptomique spatiale, scATAC-seq, scCut&Tag) pour définir les profils transcriptionnels et épigénétiques des cellules.
- Intégrer ces données dans une plateforme numérique unifiée pour créer un atlas virtuel du SNC embryonnaire.
Développement d’organoïdes neuronaux régionaux à partir de cellules souches pluripotentes humaines (hiPSC).
- Établir des pipelines robustes pour la production d’organoïdes régionaux du cortex, du cerveau postérieur et de la moelle épinière.
- Caractériser la diversité cellulaire et les lignages dans les organoïdes, en les comparant aux données de référence embryonnaires humaines.
- Optimiser les protocoles pour améliorer l’homogénéité et la fidélité des organoïdes.
Modélisation des cancers cérébraux pédiatriques dans les organoïdes neuronaux.
- Introduire des mutations oncogéniques spécifiques (via CRISPR/Cas9) dans des organoïdes sains pour modéliser l’initiation tumorale.
- Développer des chimères d’organoïdes composées de cellules normales et de cellules porteuses de mutations oncogéniques pour suivre la progression tumorale.
- Utiliser ces modèles pour identifier les points de dérèglement et tester de nouvelles stratégies thérapeutiques.
Résultats attendus
- Un atlas 3D complet des identités cellulaires et des relations de lignage dans le SNC embryonnaire humain et murin.
- Des pipelines robustes pour la génération d’organoïdes neuronaux régionaux fiables et reproductibles.
- Des modèles d’organoïdes de cancers pédiatriques permettant d’identifier les points critiques de dérèglement et de tester des stratégies thérapeutiques en conditions proches de la réalité humaine.
Ce projet contribuera à l’élaboration de modèles ex vivo pertinents pour l’étude des cancers cérébraux pédiatriques, tout en répondant à l’objectif de réduction de l’expérimentation animale en recherche biomédicale.
Les autres projets PEPR
