Le diabète sucré est une maladie chronique qui touche 61 millions de personnes vivant en Europe, soit 1 adulte sur 11. Dans le diabète de type 1, la destruction auto-immune des cellules bêta productrices d’insuline conduit à une hyperglycémie. Le seul traitement des patients consiste en des injections pluriquotidiennes d’insuline afin de contrôler leur taux de glucose dans le sang, sans les guérir. Ces patients ont désespérément besoin d'un traitement durable, qui leur permettent d’améliorer leur qualité de vie. Une possibilité est la transplantation d'îlots pancréatiques provenant de donneurs en état de mort cérébrale, permettant ainsi de rétablir le contrôle de la glycémie Il existe plusieurs limites à cette thérapie cellulaire de remplacement, dont le nombre de patients diabétiques qui est bien supérieur au nombre de donneurs. Ainsi, une nouvelle source de cellules bêta est nécessaire pour que la transplantation puisse être disponible pour tous les patients. Les cellules souches ont le potentiel de fournir une source illimitée de nouvelles cellules productrices d'insuline. Plusieurs équipes ont obtenus ces cellules avec succès dans une boîte de Pétri en exposant les cellules souches à une succession de combinaisons de molécules qui imitent le développement du pancréas humain. Cependant, comme ces cellules sont cultivées dans une boîte de Pétri, elles sont dépourvues du microenvironnement pancréatique qui joue un rôle important pendant leur développement. L'objectif de ma thèse est de produire des cellules bêta dérivées de cellules souches pluripotentes induites (CSPi) humaines et de leur fournir un microenvironnement et une vascularisation humains. Pour y parvenir, nous avons d'abord utilisé un modèle d'organoïdes-sur-puce qui imite les caractéristiques clés du microenvironnement du pancréas natif. Dans une puce microfluidique perfusable, les îlots seront vascularisés via des cellules endothéliales et perfusés assurant ainsi un meilleur apport en oxygène et en nutriments. Nous avons démontré la biocompatibilité de notre plateforme microfluidique qui a permis de vasculariser des organoïdes de cellules bêta dérivées de CSPi avec une perfusion continue du milieu à un débit contrôlé et un microenvironnement avec un hydrogel de soutien enrichi de fibroblastes et de cellules endothéliales. Dans la seconde stratégie, nous avons fusionné et vascularisé des organoïdes d'îlots et de vaisseaux sanguins dérivés de CSPi pour améliorer la réponse à l'insuline au fil du temps. Nous avons montré que la co-culture d'organoïdes d'îlots et de vaisseaux sanguins a un effet positif sur la fonctionnalité des îlots et maintient la réactivité au glucose des cellules bêta pendant une culture prolongée. Dans l'ensemble, cette étude explore de nouvelles stratégies in vitro pour la vascularisation des îlots en utilisant les technologies des organoïdes-sur-puce et des cellules souches pluripotentes induites humaines, ouvrant la voie à leur utilisation future dans la médecine personnalisée et régénérative.​

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