L'évaluation de la toxicité des substances chimiques pour la santé humaine nécessite des modèles expérimentaux fiables et représentatifs de notre organisme. L'intestin constitue une interface majeure avec notre environnement, mais les modèles cellulaires actuels reproduisent imparfaitement son organisation et ses propriétés physiques. Ce projet de thèse vise à développer de nouveaux modèles intestinaux à partir de biomatériaux biomimétiques tridimensionnels (BAM). Ces matériaux permettront de reproduire l'architecture caractéristique de l'intestin, notamment ses cryptes et ses villosités, grâce à des techniques d'impression 3D. Un revêtement innovant et breveté, dont les propriétés mécaniques peuvent être ajustées indépendamment de la géométrie, permettra de mimer certaines caractéristiques de la matrice extracellulaire intestinale.
Des cellules dérivées d'organoïdes intestinaux seront cultivées sur ces supports afin de développer des modèles plus proches de la physiologie humaine. Le projet étudiera comment la géométrie et la rigidité du microenvironnement influencent l'organisation, la différenciation et le fonctionnement des cellules intestinales. Ces modèles seront ensuite exposés à des substances chimiques de référence présentant des effets toxiques connus. Les réponses cellulaires seront analysées et comparées à celles obtenues avec des modèles de culture conventionnels. L'objectif sera de déterminer si une meilleure reproduction de l'environnement intestinal permet d'améliorer la sensibilité, la reproductibilité et la pertinence des tests toxicologiques. Ce travail associera ingénierie des biomatériaux, biologie cellulaire, mécanobiologie et toxicologie. À terme, ces modèles pourraient également contribuer à réduire le recours à l'expérimentation animale.