Développement et monitoring multiparamétrique d’un modèle microfluidique sur puce de la barrière hémato-encéphalique // Development and multiparametric monitoring of a microfluidic chip of the blood-brain barrier model

La barrière hémato-encéphalique (BHE) assure la protection du cerveau en contrôlant les échanges entre le sang et le tissu nerveux. Cependant, les modèles actuels peinent à reproduire fidèlement sa complexité. Cette thèse vise à développer puis à évaluer un nouveau modèle microfluidique de BHE sur puce intégrant un système de monitoring en temps réel combinant mesures optiques et électriques en simultané. Le dispositif permettra d’étudier la perméabilité, la résistance transendothéliale et la réponse cellulaire à divers stimuli pharmacologiques ou toxiques. En combinant microtechnologies, co-cultures cellulaires et capteurs intégrés, cet avatar biologique offrira une approche plus physiologique et dynamique que les systèmes in vitro classiques permettant d’améliorer la compréhension des phénomènes de diffusion/perméation des molécules thérapeutiques. Ce projet contribuera au développement d’outils prédictifs pour la neuropharmacologie, la toxicologie et la recherche sur les maladies neurodégénératives.
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The blood-brain barrier (BBB) protects the brain by controlling exchanges between the blood and nervous tissue. However, current models struggle to accurately reproduce its complexity. This thesis aims at developing and evaluating a microfluidic chip of BBB model incorporating a real-time monitoring system that combines simultaneous optical and electrical measurements. The device will enable the study of permeability, transendothelial resistance and cellular response to various pharmacological or toxic stimuli. By combining microtechnologies, cell co-cultures and integrated sensors, this model of biological avatar will offer a more physiological and dynamic approach than conventional in vitro systems to improve understanding of the diffusion/permeation phenomena of therapeutic molecules. This project will contribute to the development of predictive tools for neuropharmacology, toxicology and research into neurodegenerative diseases.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : SErvice des Microsystèmes pour l'Intéraction avec le Vivant
Laboratoire : Laboratoire Matériaux pour les Capteurs et la Délivrance
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Innovation Thérapeutique: du Fondamental à l’Appliqué (ITFA)
Directeur de thèse : MABONDZO ALOISE
Organisme : CEA
Laboratoire : DRF/JOLIOT
URL : https://joliot.cea.fr/drf/joliot/recherche/DMTS/SPI/LENIT
URL : https://www.leti-cea.com/cea-tech/leti/english/Pages/Industrial-Innovation/Demos/Organoid-on-a-chip.aspx

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : SErvice des Microsystèmes pour l'Intéraction avec le Vivant