Développement et exploitation de modèles tumoroïdes 3D de glioblastome pour l'évaluation de thérapies personnalisées. // Glioblastoma Ex vivo Models of INdividualized tumoroid-based medIcine

Le glioblastome (GB) est la tumeur cérébrale la plus fréquente et la plus agressive de l'adulte. En France, environ 3 500 nouveaux cas sont diagnostiqués chaque année, avec une surmortalité notable en Nouvelle-Aquitaine. Malgré les progrès de la chirurgie et des traitements combinés, le pronostic demeure défavorable (survie médiane 14 mois, rechutes quasi systématiques). Ces échecs thérapeutiques s'expliquent par la forte hétérogénéité cellulaire et génétique du GB, la présence de cellules souches cancéreuses résistantes et l'absence de modèles représentatifs permettant d'anticiper la réponse individuelle aux traitements.
Face à ce constat, le projet GEMINI vise à développer des modèles tridimensionnels dérivés de patients – des tumoroïdes de glioblastome – capables de reproduire fidèlement la complexité biologique de la tumeur humaine. Ces modèles permettront d'étudier les mécanismes d'agressivité, de résistance et d'évolution du GB, et d'évaluer de façon prédictive l'efficacité de différentes thérapies. L'ambition de GEMINI est d'ouvrir la voie à une médecine personnalisée du glioblastome, mieux adaptée aux spécificités de chaque patient.
La démarche scientifique de GEMINI repose sur une chaîne de valeur intégrée : collecte de prélèvements tumoraux de patients opérés au CHU de Limoges, génération et validation de tumoroïdes stables et comparables au tissu d'origine, puis évaluation de leur réponse à des traitements standards et innovants. Ces innovations incluent notamment le développement d'oligonucléotides antisens (ASO/LASO) ciblant des gènes clés de l'agressivité tumorale (comme CHI3L1), ainsi que la mise au point d'outils diagnostiques microfluidiques (SdFFF) permettant d'analyser rapidement la sensibilité et la résistance des tumoroïdes à différents agents thérapeutiques.
Le projet est porté par un consortium régional fort, réunissant :
• CAPTuR (Université et CHU de Limoges), coordinateur et expert en modélisation tumorale ;
• ARNA (Université de Bordeaux), spécialiste des thérapies antisens ;
• DAMOCLES Diagnostics (Limoges), start-up issue de la recherche académique, experte en microfluidique appliquée au diagnostic biomédical.
• IASO Discovery (Bordeaux), Start-up issue de la recherche académique (Hub Optoligo, Inserm Transfert), experte dans le domaine des oligonucléotides thérapeutiques.
Cette alliance entre recherche fondamentale, clinique et industrielle illustre la capacité d'innovation et de structuration régionale autour des enjeux de santé et de biotechnologies.
Ancré dans la stratégie régionale de santé et d'innovation de la Nouvelle-Aquitaine, GEMINI contribue à renforcer une offre de soins équitable, personnalisée et innovante, tout en soutenant la valorisation économique et la formation des jeunes chercheurs. Le projet consolide ainsi le rôle de la région comme pôle d'excellence en oncologie translationnelle et acteur de la médecine de précision, au service d'une recherche biomédicale à fort impact territorial et sociétal.
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Glioblastoma (GB) is the most common and aggressive brain tumor in adults. In France, approximately 3,500 new cases are diagnosed each year, with notably higher mortality in the Nouvelle-Aquitaine region. Despite advances in surgery and combined treatments, the prognosis remains poor (median survival of 14 months, with almost systematic relapse). These therapeutic failures are explained by the high cellular and genetic heterogeneity of GB, the presence of resistant cancer stem cells, and the lack of representative models capable of predicting individual responses to treatment.

In response to this challenge, the GEMINI project aims to develop patient-derived three-dimensional models—glioblastoma tumoroids—capable of faithfully reproducing the biological complexity of human tumors. These models will make it possible to study the mechanisms of GB aggressiveness, resistance, and progression, and to predictively evaluate the effectiveness of various therapies. The ambition of GEMINI is to pave the way for personalized medicine in glioblastoma, better tailored to the specific characteristics of each patient.

The scientific approach of GEMINI is based on an integrated value chain: collection of tumor samples from patients undergoing surgery at Limoges University Hospital, generation and validation of stable tumoroids comparable to the original tissue, and evaluation of their responses to standard and innovative treatments. These innovations notably include the development of antisense oligonucleotides (ASO/LASO) targeting key genes involved in tumor aggressiveness (such as CHI3L1), as well as the development of microfluidic diagnostic tools (SdFFF) enabling rapid analysis of tumoroid sensitivity and resistance to various therapeutic agents.

The project is led by a strong regional consortium bringing together:
• CAPTuR (University and University Hospital of Limoges), coordinator and expert in tumor modeling;
• ARNA (University of Bordeaux), specialist in antisense therapies;
• DAMOCLES Diagnostics (Limoges), a start-up originating from academic research, specialized in microfluidics applied to biomedical diagnostics;
• IASO Discovery (Bordeaux), a start-up originating from academic research (Hub Optoligo, Inserm Transfert), specialized in therapeutic oligonucleotides.
This alliance between fundamental, clinical, and industrial research illustrates the region's capacity for innovation and structuring around health and biotechnology challenges.
Rooted in the regional health and innovation strategy of Nouvelle-Aquitaine, GEMINI contributes to strengthening equitable, personalized, and innovative healthcare, while supporting economic valorization and the training of young researchers. The project thus reinforces the region's role as a center of excellence in translational oncology and a key player in precision medicine, serving biomedical research with strong territorial and societal impact.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Financement d'une collectivité locale ou territoriale

Université de Limoges

652 Biologie, Chimie, Santé

Missions du doctorant et des équipes de recherche fondamentale, appliquée et clinique : Le doctorant aura la responsabilité de l'ensemble des activités liées aux tumoroïdes de glioblastome, incluant leur production, caractérisation et validation à partir de la banque d'échantillons constituée en collaboration avec les services de Neurochirurgie et d'Anatomopathologie–Cytogénétique du CHU de Limoges (Volet 3). Au sein de l'unité CAPTuR, et en coordination avec le service d'Anatomopathologie–Cytogénétique, il sera chargé de définir les profils de sensibilité et de résistance thérapeutique des tumoroïdes produits et caractérisés. Une stratification clinico-biologique sera ainsi définie. Une attention particulière sera portée, en collaboration avec le laboratoire ARNA, à l'évaluation de la réponse aux oligonucléotides antisens (ASO) et lipidés (LASO) spécifiquement conçus pour cibler le gène CHI3L1 (Volet 4). - Missions du doctorant et des partenaires socio-économiques : en partenariat avec CAPTuR, la société DAMOCLES Diagnostics développera et mettra à disposition des outils de SdFFF microfluidique destinés au criblage rapide de l'effet des thérapies sur les tumoroïdes générés par le doctorant. Ce dernier sera directement impliqué dans la phase de validation de la technologie SdFFF, en qualité d'utilisateur final (End-User), contribuant ainsi à la transposition expérimentale et applicative de cette approche innovante au sein du projet. De la même manière, en partenariat avec ARNA, la société IASO Discovery sera impliquée dans la validation des séquences d'intérêts, la production des lots, les développements précliniques et clinique.
PhD student and fundamental, applied, and clinical research teams' missions: The PhD student will be responsible for all activities related to glioblastoma tumoroids, including their production, characterization, and validation from the sample biobank established in collaboration with the Neurosurgery and Pathology–Cytogenetics departments of Limoges University Hospital (Work Package 3). Within the CAPTuR unit, and in coordination with the Pathology–Cytogenetics department, the PhD student will be tasked with defining the therapeutic sensitivity and resistance profiles of the produced and characterized tumoroids. A clinico-biological stratification will thus be established. Particular attention will be given, in collaboration with the ARNA laboratory, to evaluating the response to antisense (ASO) and lipid-conjugated (LASO) oligonucleotides specifically designed to target the CHI3L1 gene (Work Package 4). PhD student and socio-economic partners' missions: In partnership with CAPTuR, the company DAMOCLES Diagnostics will develop and provide microfluidic SdFFF tools for rapid screening of the effects of therapies on the tumoroids generated by the PhD student. The PhD student will be directly involved in the validation phase of the SdFFF technology as an end-user, thereby contributing to the experimental and translational implementation of this innovative approach within the project. Similarly, in partnership with ARNA, the company IASO Discovery will be involved in the validation of target sequences, batch production, and preclinical and clinical development.