Thèse Évaluation Préclinique et Validation Multiomique de l'Efficacité d'Un Greffon Hématopoïétique Dérivé de Cellules Souches Pluripotentes Induites Humaines Hipsc dans un Contexte d'Irradiation H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Santé et médicaments École doctorale : Innovation thérapeutique : du fondamental à l'appliqué Laboratoire de recherche : Laboratoire de radiobiologie des expositions accidentelles Direction de la thèse : Alain CHAPEL ORCID 0000000246874120 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-09-30T23:59:59 Les expositions accidentelles ou malveillantes aux rayonnements ionisants peuvent provoquer un syndrome aigu d'irradiation hématopoïétique, caractérisé par la destruction des cellules souches et progéniteurs de la moelle osseuse puis par une aplasie médullaire susceptible d'engager le pronostic vital. Malgré les soins de support, les facteurs de croissance hématopoïétiques et, dans certaines situations, la greffe allogénique, la prise en charge demeure limitée par la disponibilité et la compatibilité des greffons ainsi que par les délais d'accès. Les cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) offrent la possibilité de produire des greffons hématopoïétiques standardisés et rapidement disponibles en situation d'urgence radiologique.

L'objectif de cette thèse est d'évaluer précliniquement l'efficacité d'un greffon hématopoïétique dérivé de hiPSC et d'identifier les déterminants cellulaires et moléculaires associés à une prise de greffe durable après irradiation. L'hypothèse est que la composition et l'état biologique initial du greffon conditionnent la cinétique, l'amplitude et la stabilité de la reconstitution hématopoïétique multilignée. Plusieurs procédés de différenciation et plusieurs lots seront comparés afin de relier leurs caractéristiques avant transplantation à leurs performances fonctionnelles in vivo.

Les greffons seront caractérisés par cytométrie multiparamétrique, essais fonctionnels et approches multiomiques, incluant notamment la transcriptomique en cellule unique. Leur efficacité sera ensuite évaluée chez la souris immunotolérante NSG après irradiation. Les critères d'évaluation comprendront la survie, la reprise hématopoïétique, le chimérisme humain médullaire et périphérique, la reconstitution des lignages myéloïde et lymphoïde, la durabilité de la greffe et la sécurité. L'intégration des signatures biologiques mesurées avant transplantation et des données longitudinales recueillies après greffe permettra de rechercher des biomarqueurs précoces prédictifs de l'efficacité thérapeutique.

Le procédé et le lot présentant le meilleur profil seront ensuite évalués chez le mini-porc Aachen, modèle préclinique à forte valeur translationnelle. Cette validation séquentielle, de la souris NSG au grand animal, permettra d'apprécier la robustesse du greffon dans des conditions physiologiques plus proches de l'être humain. L'intégration des données d'immunophénotypage, de chimérisme, de cinétique hématologique et de multiomique visera à définir un panel de marqueurs utilisable pour le contrôle de la qualité et de l'activité biologique du produit cellulaire.

Le programme comprend trois périodes : comparaison des procédés, caractérisation des greffons et identification des biomarqueurs pendant les 16 premiers mois ; validation du procédé retenu chez la souris NSG puis chez le mini-porc Aachen entre les mois 16 et 30 ; intégration des données, valorisation scientifique et rédaction du manuscrit entre les mois 30 et 36. Les résultats attendus sont la sélection d'un procédé optimisé, la validation d'un lot préclinique et l'établissement d'un panel multiomique prédictif de la prise de greffe.

La thèse sera réalisée au SERAMED/LRMed de l'ASNR, sous la direction d'Alain Chapel et la codirection de Laurence Guyonneau-Harmand, en interaction avec l'INSERM UMR_S938 et The Drug Cell. Elle bénéficiera des plateformes IRRIS, PARRAD et INSPIRR. Financée dans le cadre du projet UniversalGraft, France 2030 - PIIEC Santé, elle contribuera au développement d'une contre-mesure médicale innovante destinée à restaurer l'hématopoïèse après irradiation accidentelle. Les expositions accidentelles ou malveillantes à fortes doses de rayonnements ionisants peuvent provoquer un syndrome aigu d'irradiation hématopoïétique, résultant de la destruction des cellules souches et progéniteurs de la moelle osseuse. L'aplasie médullaire qui en découle expose à des complications infectieuses et hémorragiques potentiellement létales. La prise en charge repose principalement sur les soins de support et les facteurs de croissance hématopoïétiques ; la transplantation allogénique reste réservée à des situations sélectionnées et demeure limitée par la disponibilité d'un donneur compatible, les délais d'accès au greffon et les complications immunologiques.

Les cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) constituent une source théoriquement illimitée pour produire des greffons hématopoïétiques standardisés et rapidement disponibles. Le protocole EB-D17 a déjà permis de générer, sans transgène, des cellules hématopoïétiques humaines capables de contribuer à une reconstitution après transplantation. Toutefois, les propriétés cellulaires et moléculaires conditionnant une prise de greffe durable, multilignée et sûre restent insuffisamment caractérisées. L'identification de signatures multiomiques prédictives de l'efficacité in vivo constitue donc une étape essentielle pour sélectionner les procédés de production, établir des tests d'activité biologique et préparer la qualification préclinique de ces greffons. Évaluer précliniquement l'efficacité d'un greffon hématopoïétique dérivé de cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC) pour restaurer durablement l'hématopoïèse après irradiation. Les objectifs spécifiques sont de comparer plusieurs procédés de production et lots de greffons, de caractériser leur composition et leur activité biologique, d'évaluer leur prise de greffe et leur capacité de reconstitution multilignée chez la souris NSG puis chez le mini-porc Aachen, et d'identifier par des approches multiomiques des biomarqueurs précoces prédictifs de leur efficacité et de leur sécurité. La stratégie expérimentale reposera sur une validation séquentielle en deux niveaux, de la souris immunodéficiente NSG au mini-porc Aachen.

Dans un premier temps, plusieurs procédés de différenciation des hiPSC et plusieurs lots de greffons hématopoïétiques seront comparés. Chaque greffon sera caractérisé avant transplantation par l'étude de sa viabilité, de sa composition cellulaire, de son immunophénotype par cytométrie multiparamétrique et de son activité hématopoïétique au moyen d'essais fonctionnels. Des analyses multiomiques, notamment de transcriptomique en cellule unique, permettront de caractériser les sous-populations cellulaires et leurs états de différenciation.

Les greffons seront ensuite transplantés après irradiation chez des souris NSG. Le suivi comprendra la survie, la tolérance, la récupération des paramètres sanguins, le chimérisme humain médullaire et périphérique, la reconstitution des lignages myéloïde et lymphoïde ainsi que la durabilité de la greffe. Les données fonctionnelles seront intégrées aux profils multiomiques initiaux afin d'identifier des biomarqueurs précoces associés à une reconstitution efficace et stable.

Le procédé et le lot présentant le meilleur rapport efficacité-sécurité seront ensuite évalués chez le mini-porc Aachen. Cette étape permettra de confirmer la reproductibilité de la prise de greffe, la cinétique de récupération hématologique, la reconstitution multilignée, la tolérance et la valeur prédictive des biomarqueurs identifiés chez la souris.

Les irradiations seront réalisées sur la plateforme IRRIS, les études animales sur PARRAD et les analyses cytométriques, histologiques et biologiques sur INSPIRR. L'ensemble des résultats sera analysé de manière intégrée afin de sélectionner un procédé optimisé et de définir un panel multiomique prédictif de l'activité biologique du greffon.

Le candidat devra être titulaire d'un Master 2 ou d'un diplôme équivalent en sciences de la vie, biologie cellulaire et moléculaire, biotechnologies, bio-ingénierie, hématologie ou médecine régénérative.

Une expérience en culture de cellules humaines, cytométrie en flux multiparamétrique, biologie moléculaire ou caractérisation des cellules souches et progéniteurs hématopoïétiques est recherchée. Des connaissances en hématopoïèse, cellules souches pluripotentes induites humaines (hiPSC), transcriptomique, analyse de données ou bioinformatique constitueront un avantage.

Une expérience de l'expérimentation animale serait appréciée, sans être indispensable. Le candidat devra être disposé à travailler sur des modèles murins immunodéficients et sur le mini-porc, après obtention des formations réglementaires nécessaires, dans le respect des principes éthiques et des 3R.

Le projet requiert rigueur expérimentale, capacité d'organisation, traçabilité des données, esprit critique et aptitude à analyser des résultats multidimensionnels. Le candidat devra pouvoir travailler au sein d'un consortium associant recherche institutionnelle, partenaires académiques et entreprise de biotechnologie. Une bonne maîtrise de l'anglais scientifique écrit et oral est nécessaire pour la bibliographie, les échanges avec les partenaires, les publications et les communications internationales.

• Anglais
• Analyse de données
• Bio-informatique