Description du projet
Interaction entre la mécanique tissulaire et le métabolisme dans le développement d’organoïdes rénaux
Le projet ENGINORG, financé par l’UE, propose des approches techniques et conceptuelles pour établir des liens mécanistiques entre, d’une part, les paramètres métaboliques et physiques et, d’autre part, la régulation de l’expression génétique et l’épigénétique pendant la génération d’organoïdes. Les données préliminaires ont montré que la présentation d’une instruction physique pendant la dérivation de cellules progénitrices rénales entraîne la génération d’organoïdes rénaux dotés d’un meilleur potentiel de différenciation et de meilleures caractéristiques fonctionnelles. Le projet emploiera des techniques de micromodèles, l’ingénierie du génome des cellules souches, la métabolomique, la conception de biomatériaux et la microfluidique. L’identification des mécanismes moléculaires connectant des signaux mécaniques et métaboliques avec la modulation du destin des cellules et leurs fonctions permettra de découvrir des principes de conception pour le contrôle des interactions entre cellules et avec la matrice cellulaire pendant la génération d’organoïdes.
Objectif
Research with human pluripotent stem cells (hPSCs) has led to the development of miniorgan-like structures in culture, so called organoids. Generally, organoids are generated exploiting cell-autonomous responses of hPSCs with minimal control over the external inputs supplied to the system. The unrestrained nature of these approaches explains, in part, key shortcomings of the organoid technology, such as limited capacity to recreate all cell types within an organ, maturation and function.
Data from my laboratory has shown, for the first time, that the presentation of a physical instruction (elastic modulus-stiffness) during the derivation of hPSCs-kidney progenitor cells results in the generation of hPSCs-kidney organoids with higher differentiation potential and functional attributes. Similarly, our preliminary results show that boosting metabolic activities differentially regulated upon the presentation of controlled physical cues represents a new strategy to generate specific kidney cells on demand.
ENGINORG proposes conceptual and technical advances to mechanistically link how the presentation of controlled physical and metabolic constrains during organoid generation are integrated and resolved through gene expression regulation and epigenetics. To this end, we will combine micropatterning techniques, hPSCs-genome engineering, metabolomics, biomaterials design and microfluidics. The identification of the molecular mechanisms connecting how metabolic and mechanical cues modulate cell fate and function will define minimal design principles for the proper control of cell-cell and cell-matrix interplay, and cell organization for organoid generation. This knowledge will be implemented through three interconnected objectives to understand and model early steps of kidney morphogenesis and Congenital anomalies of the kidney and the urinary tract (CAKUT), which account for ~50% of the etiology of chronic kidney disease in children worldwide.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Programme(s)
Appel à propositions
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Espagne