ON-CHIP
Le glaucome, en particulier le glaucome primitif à angle ouvert (GPAO), est une maladie neurodégénérative multifactorielle résultant d’interactions complexes entre la pression intraoculaire, les facteurs génétiques et systémiques. Il entraîne une dégénérescence progressive et irréversible des cellules ganglionnaires rétiniennes (RGC) et du nerf optique, pour laquelle les options thérapeutiques restent limitées. Parmi les approches émergentes, les thérapies cellulaires offrent
un réel espoir pour les patients ; cependant, leur efficacité est encore restreinte par la survie limitée des greffons et leur mauvaise intégration, notamment dans un environnement nerveux altéré et le manque de modèle de GPAO.
Coordinateur
Chargé de recherche
Inserm
Institutions et établissements impliqués
Work Packages
Sorbonne Université; Institut du Cerveau; Institut de la Vision;
Le projet s’articule autour de trois objectifs interdépendants :
- WP1 : Concevoir et fabriquer le dispositif ON-Chip en intégrant des organoïdes rétiniens et cérébraux connectés uni-directionnellement ainsi que les principaux types cellulaires impliqués dans l’homéostasie de la tête du nerf optique (ONH).
- WP2 : Modéliser le glaucome en exposant le système à des facteurs de stress caractéristiques du GPAO, afin d’évaluer leurs effets sur la fonction et la survie des RGC.
- WP3 : Évaluer des stratégies thérapeutiques, dont la transplantation de cellules dérivées d’iPSC, la thérapie génique et l’immunomodulation pour améliorer l’intégration des cellules greffées.
Programme de recherche
Ce projet propose le développement d’une plateforme innovante de type « Human Optic Nerve-on-a-Chip », un dispositif microfluidique multi-organes visant à répondre au besoin urgent de modèles physiologiquement pertinents pour la recherche sur le glaucome. Cette plateforme reproduira la biologie de la tête du nerf optique humain – structure particulièrement vulnérable dans le GPAO – en connectant de manière unidirectionnelle des organoïdes rétiniens à des assembloïdes cérébraux via un canal tridimensionnel de taille significative, permettant l’intégration fonctionnelle de circuits neuronaux inter-organiques une avancée majeure par rapport aux modèles 2D ou statiques actuels.
Le système ON-Chip intégrera pour la première fois des cellules de la lignée monocyte-phagocyte, introduisant ainsi une composante microgliale dans une interface complexe neurone-glie. Grâce à l’utilisation de capteurs génétiquement modifiés pour surveiller en temps réel l’homéostasie des RGC, la plateforme permettra une évaluation dynamique de la fonctionnalité du nerf optique. En combinant des conditions pathologiques pertinentes telles que la neuroinflammation ou une pression intraoculaire élevée avec des facteurs de risque génétiques spécifiques aux patients, ON-Chip constituera un modèle inégalé et personnalisé de la physiopathologie du glaucome. Ce système sera parfaitement adapté au criblage pharmacologique, à la validation de thérapies géniques et aux applications en médecine régénérative.
Résultats attendus
En résumé, la plateforme ON-Chip représente une avancée majeure pour la recherche sur le glaucome, alliant innovation technologique et pertinence biologique pour approfondir la compréhension des mécanismes pathologiques et accélérer le développement de nouvelles thérapies.
Le consortium
Ce projet ambitieux réunit trois instituts français de neurosciences de premier plan : l’Institut de la Vision, NeuroSpin (NeuroSU) et l’Institut du Cerveau (ICM) qui apporteront leur expertise complémentaire en ingénierie microfluidique, en biologie des organoïdes et en modélisation des maladies neurodégénératives. Leur proximité géographique et leurs collaborations déjà établies garantiront une coordination efficace et une communication fluide tout au long du projet.
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