Thèse Etude du Rôle de la Topographie dans le Système Vasculaire Comme Nouveau Régulateur de la Mécanobiologie Endothéliale et la Dysfonction Vasculaire H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : LADHYX - Laboratoire d'hydrodynamique Direction de la thèse : Abdul BARAKAT ORCID 0000000275513631 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-15T23:59:59 L'endothélium vasculaire, monocouche cellulaire tapissant la surface interne des vaisseaux sanguins, joue un rôle central dans le maintien de l'homéostasie vasculaire. Sa dysfonction est un élément clé du développement de l'athérosclérose, une maladie artérielle majeure responsable d'infarctus du myocarde et d'accidents vasculaires cérébraux. De façon remarquable, les lésions athérosclérotiques se développent préférentiellement dans des régions artérielles spécifiques, notamment aux bifurcations et aux courbures, où les cellules endothéliales présentent une morphologie plus arrondie et sont exposées à des flux sanguins perturbés. Les mécanismes reliant ces changements morphologiques à la fonction endothéliale restent toutefois mal compris.

Les cellules endothéliales sont des mécanosenseurs particulièrement sensibles à leur environnement physique. Si l'influence du flux sanguin appliqué sur la face apicale des cellules a été largement étudiée, le rôle des signaux mécaniques provenant de la face basale, en particulier de la topographie de la membrane basale vasculaire, demeure largement inexploré. Pourtant, cette matrice extracellulaire spécialisée présente une organisation structurée à plusieurs échelles qui pourrait influencer l'organisation et le comportement des cellules endothéliales.

Ce projet de thèse vise à déterminer si la topographie basale constitue un régulateur majeur de l'architecture et de la fonction de l'endothélium vasculaire. Dans un premier objectif, nous analyserons l'impact de substrats microstructurés mimant l'organisation anisotrope de la membrane basale sur des propriétés clés des cellules endothéliales impliquées dans l'athérosclérose, notamment la réponse inflammatoire, l'organisation des jonctions cellulaires et la perméabilité de la monocouche, ainsi que les interactions avec les cellules immunitaires circulantes.

Dans un second objectif, nous caractériserons la topographie de la membrane basale vasculaire in vivo dans différentes régions de l'aorte présentant des susceptibilités distinctes à l'athérosclérose, à l'aide de microscopie électronique, de microscopie à force atomique et d'immunomarquages. Ces analyses permettront de déterminer si l'organisation de la membrane basale varie selon le contexte physiologique ou pathologique.

Enfin, le troisième objectif consistera à développer des systèmes in vitro plus biomimétiques intégrant des topographies multi-échelles, des propriétés mécaniques ajustables et, à terme, des modèles microfluidiques de microvaisseaux incluant une structuration basale.

Ce projet permettra de mieux comprendre comment les cellules endothéliales intègrent différents signaux mécaniques de leur microenvironnement et d'explorer le rôle encore largement méconnu de la topographie basale dans la régulation de la fonction vasculaire et dans l'initiation de l'athérosclérose. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer à la conception de dispositifs vasculaires optimisés favorisant une organisation et une fonction endothéliales plus physiologiques. The vascular endothelium plays a crucial role in maintaining vascular homeostasis by regulating permeability, inflammation, and interactions with circulating cells. Its dysfunction is a key step in the development of atherosclerosis, a major cardiovascular disease. Endothelial cells are particularly sensitive to mechanical signals from their environment. While the influence of blood flow on their organization and function has been extensively studied, the role of mechanical signals originating from the basal surface of cells, particularly the topography of the vascular basement membrane, remains largely unexplored. Yet, this extracellular matrix exhibits a structured organization that can influence the architecture and behavior of endothelial cells. The overall aim of this PhD project is to investigate whether basal topography acts as a key regulator of endothelial architecture and function. The specific aims are:
1. Determine the impact of microstructured substrates mimicking the anisotropic organization of the vascular basement membrane on endothelial properties relevant to atherosclerosis.
2. Characterize the topography of the vascular basement membrane in vivo in different aortic regions. 3. Develop sophisticated and more physiologically relevant biomimetic in vitro systems. The project combines cell culture techniques with advanced microfluidic systems, state-of-the-art microscopy, and advanced image analysis approaches,

Nous recherchons un(e) candidat(e) titulaire d'un master (ou équivalent) en biologie, bio-ingénierie, biophysique, biomécanique ou dans un domaine connexe.
Le/la candidat(e) devra présenter un fort intérêt pour les approches interdisciplinaires à l'interface entre biologie cellulaire, mécanique et ingénierie. Une expérience en culture cellulaire et en techniques de biologie cellulaire et moléculaire sera particulièrement appréciée.
Une sensibilité aux approches quantitatives et biophysiques ainsi qu'un intérêt pour le développement de systèmes expérimentaux innovants (microstructures, biomatériaux, microfluidique) seront des atouts.