Thèse « Slow-Imaging » Développement d'Une Plateforme de Microscopie à Feuille de Lumière à Bas Coût pour le Suivi Fonctionnel en Fluorescence dans des Sphéroïdes. H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Bordeaux
École doctorale : Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Laboratoire de recherche : Laboratoire Photonique, Numérique & Nanosciences
Direction de la thèse : Gaëlle RECHER ORCID 0000000190040118
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-06-30T23:59:59

) Les organes sur puces et les organoïdes sont devenus des modèles de choix en biologie afin de mieux comprendre des phénomènes physiologiques ou pathologiques. Cependant, ils posent encore des défis en termes d'imagerie, et notamment d'analyse des mesurables pertinents spatialement et temporellement. Les techniques de microscopies avancées matures telles que la microscopie à feuille de lumière suivent alors deux trajectoires : l'une qui porte à la sophistication et la spécialisation vers l'acquisition de contenus à des échelles nanométriques (Lattice Light-sheet par exemple), l'autre tend vers la frugalité et la simplification pour répondre à des besoins plus génériques (OpenSPIM etc...). Concevoir des microscopes autour de l'échantillons dédiés à l'objectif de l'expérience biologique est une branche émergente de la bioimagerie. Dans ce projet, des échantillons cellulaires fabriqués en 3D (Technique des Capsules Cellulaire) qui sont au coeur des problématiques scientifiques de l'équipe, seront produit à façon. Ils seront cultivés avec des marqueurs fluorescents (synthétiques ou encodés génétiquement) dont l'intensité ou la localisation est le reflet d'une activité physiologique particulière (activité calcique, voies de signalisation, différenciation etc...). L'objectif principal de la thèse sera de développer l'appareil d'imagerie à feuille de lumière multicouleur, basse résolution, imprimé en 3D (selon l'approche Open-UC2) de telle sorte qu'il puisse accommoder des puces microfluidiques contenant les micro-tissus, dans un incubateur pour permettre l'imagerie au long cours du développement des échantillons dans des conditions environnementales contrôlées. Idéalement, la résolution atteinte doit permettre de distinguer le noyau cellulaire du reste de la cellule, ce qui permet de concevoir une feuille de lumière épaisse, diluant ainsi la phototoxicité et permettant d'intégrer le signal de fluorescence sur une grande épaisseur pour un meilleur contraste. Le ou la doctorante bénéficiera de l'environnement de l'équipe et du laboratoire et aura à sa disposition des ressources méthodologiques et matérielles (microscopie, impression 3D, microfabrication, microfluidique, cultures cellulaires 3D, bibliothèque de sondes fluorescentes), ainsi qu'humaines (interdisciplinarité au coeur de l'équipe : biophysique, optique, ingénierie tissulaire, biologie du développement et des cellules souches) pour mener à bien son projet. Selon ses affinités méthodologiques et ou facultés d'adaptation, des pistes plus exploratoires pourront être envisagées (induction de différenciation de cellules souches, analyse de biosenseurs encodés génétiquement, analyse haut contenu des données par apprentissage profond etc...).

Les organes sur puces et les organoïdes sont devenus des modèles de choix en biologie afin de mieux comprendre des phénomènes physiologiques ou pathologiques. Cependant, ils posent encore des défis en termes d'imagerie, et notamment d'analyse des mesurables pertinents spatialement et temporellement. Les techniques de microscopies avancées matures telles que la microscopie à feuille de lumière suivent alors deux trajectoires : l'une qui porte à la sophistication et la spécialisation vers l'acquisition de contenus à des échelles nanométriques (Lattice Light-sheet par exemple), l'autre tend vers la frugalité et la simplification pour répondre à des besoins plus génériques (OpenSPIM etc...). Concevoir des microscopes autour de l'échantillons dédiés à l'objectif de l'expérience biologique est une branche émergente de la bioimagerie. Dans ce projet, des échantillons cellulaires fabriqués en 3D (Technique des Capsules Cellulaire) qui sont au coeur des problématiques scientifiques de l'équipe, seront produit à façon. Ils seront cultivés avec des marqueurs fluorescents (synthétiques ou encodés génétiquement) dont l'intensité ou la localisation est le reflet d'une activité physiologique particulière (activité calcique, voies de signalisation, différenciation etc...).

L'objectif principal de la thèse sera de développer l'appareil d'imagerie à feuille de lumière multicouleur, basse résolution, imprimé en 3D (selon l'approche Open-UC2) de telle sorte qu'il puisse accommoder des puces microfluidiques contenant les micro-tissus, dans un incubateur pour permettre l'imagerie au long cours du développement des échantillons dans des conditions environnementales contrôlées. Idéalement, la résolution atteinte doit permettre de distinguer le noyau cellulaire du reste de la cellule, ce qui permet de concevoir une feuille de lumière épaisse, diluant ainsi la phototoxicité et permettant d'intégrer le signal de fluorescence sur une grande épaisseur pour un meilleur contraste.

impression 3D, conception optique

Formation en optique, connaissances en programmation (interfaçage, python ou autre) pour le pilotage du dispositif et l'analyse d'images, ouverture d'esprit et curiosité pour les sujets biologiques