Université PSL

Les projets de recherche

L’IPGG offre des financements postdoctoraux pour des projets où la microfluidique joue un rôle central au sein des équipes de recherche membres de l'IPGG.

Nous mettons un accent particulier sur les projets "à haut risque scientifique", ceux qui sont difficiles à financer par les sources habituelles (ANR, etc.).

Nous donnons la possibilité de nous proposer plusieurs thèses pour un seul projet au sein de différents laboratoires de l’IPGG.

Nous souhaitons soutenir un ou deux projets de plus grande ampleur pour lequel, grâce à une synergie mise en œuvre au sein de l’IPGG, il sera possible de relever des défis d’envergure.



Migration cellulaire en environnements complexes

Equipes :
BIO6
Porteurs du projet :
VARGAS/PIEL/DESCROIX/SEPULVEDA
Année d'obtention :
2017

La migration cellulaire est une fonction fondamentale pour les organismes unicellulaires et multicellulaires plus complexes. Chez les vertébrés, elle est essentielle pour le développement embryonnaire, la cicatrisation et l’immunité. Des défauts dans la migration cellulaire peuvent entrainer des maladies autoimmunes ou la métastatisaton des cancers. C’est donc un mécanisme à fort potentiel thérapeutique. Afin de comprendre les processus permettant aux cellules de migrer dans les tissus, nous proposons en collaboration avec l’équipe MMBM un projet qui, dans un premier temps, vise au développement d’une puce innovante en collagène 3D directement moulée in vivo sur les tissus, afin mimer au mieux les conditions physiologiques. Cette puce nous permettra d’identifier les réarrangements du cytosquelette mis en place par la cellule pour migrer dans des environnements complexes. Nous nous focaliserons sur les leucocytes qui sont spécialisées dans la colonisation rapide des tissus secondaires lors de l’infection. D’un point de vue appliqué, un travail en collaboration avec l’Institut Imagine (Hôpital Necker) nous permettra de tester nos découvertes dans un contexte physiologiquement pertinent. Les connaissances qui résulteront de cette étude permettront de mieux comprendre les mécanismes qui permettent et optimisent le déplacement de la cellule dans les différentes géométries complexes des organes sains ou malades.


Manipulation magnétique de chromosomes individuels en cellules vivantes avec des réseaux de microaimants microfabriqués

Equipes :
LOCCO
Porteurs du projet :
DAHAN/DESCROIX/PIEL/CROQUETTE
Année d'obtention :
2017

Comprendre les propriétés physiques du noyau est un enjeu majeur en biologie cellulaire. Ici, nous proposons de une nouvelle approche basée sur la manipulation magnétique de composants nucléaires à l’échelle de la cellule unique. Nous développerons des réseaux de micro-aimants et caractériserons finement leurs propriétés à l 'aide d’outils de magnétométrie optique. Avec ces micro-aimants, nous manipulerons des chromosomes individuels dans des cellules vivantes et analyserons leur réponse rhéologique et élastique à des forces mécaniques. Dans l'ensemble, notre approche permettra de jeter un nouvel éclairage sur la mécano-biologie du génome.


« Candida albicans sur puce » Développement d’une phénomique quantitative de C. albicans, et étude des mécanismes biophysiques d’infection dans des dispositifs microfluidiques de type « organes sur puces »

Equipes :
MMBM
Porteurs du projet :
C. Villard
Année d'obtention :
2017

Les champignons sont omniprésents dans notre environnement. La capacité fascinante de ces organismes à produire des réseaux étendus de filaments (ou hyphes) est à l’origine de leur colonisation massive de la biosphère, et une des clés de leur pathogénicité. Nous proposons dans ce projet collaboratif une étude biophysique de la croissance filamenteuse d’un champignon du microbiote humain : Candida albicans. Un premier objectif sera de développer grâce aux outils microfluidiques un ensemble d’observables biophysiques quantitatives de cette croissance. Dans un deuxième temps, nous mènerons une approche de type « organe sur puce » permettant l’étude des interactions entre cellules animales et hyphes. Notre ambition est d’obtenir à la fin du projet de nouveaux outils expérimentaux et conceptuels permettant une caractérisation phénotypique fine des champignons filamenteux associée à leur génotype, ainsi qu’une compréhension plus profonde des mécanismes associés à leurs propriétés invasives.


Endommagement plastique des matériaux amorphes : étude mésoscopique

Equipes :
MMN
Porteurs du projet :
Elisabeth Bouchaud
Année d'obtention :
2017

We will prepare concentrated emulsions of different structures with a microfluidic device, which can further be cross-linked, in order to make model amorphous 2D materials with controlled density and cohesiveness. These amorphous structures will have a « basic atom » of size ~50µm. They will be fractured in a controlled way, and plastic events, i.e. local irreversible rearrangements occurring around the crack tip, will be observed in conventional and confocal microscopy. Their influence on the fracture path and on the fracture dynamics will be studied. The obtained results will be compa-red to theoretical predictions, and to the results of numerical simulations. This study could be the basis of constitutive laws for soft amorphous materials.


Une nouvelle voie pour la séparation eau-éthanol grâce aux membranes de graphène-oxide

Equipes :
MICROMEGAS
Porteurs du projet :
Alessandro Siria
Année d'obtention :
2017

The depletion of fossil fuel resources and its increase in global demand lead to the development of alternative sustainable energies replacing fossil fuel. The biofuels, such as the ethanol and butanol, have recently attracted great attention, both in fundamental researches and industrial applications. Biofuels are attractive due their diverse resources, such as sugarcane, wheat, corn, lignocellulosic biomass, and crop waste residues. Standard technologies to produce and purify biofuels (fermentation and pervaporation), however, are not very efficient energetically. While membrane reverse osmosis approaches would be much less costly, the attempts to fabricate membranes that are semi-permeable to ethanol but not to water were merely unsuccessful. In this project, we propose here to develop a new class of membranes made of a multistack of graphene and graphene-oxide layers for the separation of water-ethanol mixtures. Based on a theoretical and numerical prediction obtained in our team, showing that GO membrane are self-semi-permebale, we expect this graphitic membrane to allow for the separation of water from alcohol across this membrane. Preliminary experimental result confirm this unique property, which remain to be thoroughly investigated. This is the aiom of the present project. It will allow to develop a completely new and highly attractive method for water-ethanol separation.


Compétition mécanique entre une tumeur et un tissu normal

Equipes :
PBME
Porteurs du projet :
Isabelle Bonnet
Année d'obtention :
2017

Au début de la carcinogenèse, une ou quelques cellule(s) subissent des mutations génétiques. Les cellules ainsi mutées se retrouvent entourées de cellules normales. Il est admis que les interactions des cellules mutées avec leurs voisines normales jouent un rôle dans le devenir de la tumeur. Les processus qui régissent ces interactions ne sont pas encore compris et la question que nous posons est : comment la stabilité d’un îlot de cellules mutées dépend-elle de son environnement cellulaire ?
Nous utilisons la culture en monocouche de cellules épithéliales sensibles à la lumière : lorsqu’elles sont éclairées dans le bleu, ces cellules sur-expriment l’oncogène Src, alors qu’elles gardent un phénotype normal si elles ne sont pas illuminées. Lorsqu’une zone de cellules au sein du tissu est éclairée dans le bleu, les cellules de cet îlot s’extraient collectivement pour former une masse tridimensionnelle. Notre projet consiste à cartographier les forces mécaniques mises en jeu lors de ce processus d’extrusion collective pour répondre à la question du rôle des forces mécaniques dans les processus de progression tumorale.


Alvéole mimétique en microfluidique pour des études mécanistiques de translocation des nanoparticules dans le système respiratoire

Porteurs du projet :
Yong Chen
Année d'obtention :
2017

Actually, the daily exposure of ultrafine particles to human body goes from 20 to 500 g/m3 and the respiratory system is certainly the most critical route of such an exposure. While the fine particle passages through the alveolar epithelium barrier is the key issue for non-desired inhalation, the pharmacological delivery of drug through lung system is one of important subjects in nanomedicine. In both cases, there is still a lack of mechanistic understanding about the interactions of nanoparticles with human pulmonary alveolar barrier. To overcome this shortage, we propose an in-vitro model made of human alveolar epithelium and endothelium formed on a monolayer of elastic fibers which mimic structurally and functionally the human alveolus. In particular, we propose to use human induced pluripotent stem cells (hiPSC) and microfluidic device to build alveoli-on-chip systems, together with a high precision flow control setup, to study nanoparticles crossing alveolar barrier.


Microréacteurs plasma gaz-liquide pour la valorisation du CO2

Equipes :
2PM
Porteurs du projet :
TATOULIAN/LESCOT
Année d'obtention :
2017

L'objectif de ce travail est de synthétiser des composés organiques utilisant le CO2 comme matière première dans des milli-réacteurs plasma liquide-gaz, une technologie totalement nouvelle développée ces dernières années à l’IPGG. Il y a actuellement un grand intérêt à produire du CO à partir du CO2 et à utiliser le CO in situ comme réactif pour des réactions de synthèse d'intérêt industriel. Dans ce contexte, le projet vise à étudier la dissociation par plasma du CO2 en CO, suivie de la réaction directe du CO avec des molécules organiques injectées sous forme liquide dans les micro-réacteurs plasma. Deux voies réactionnelles à partir du CO seront explorées: une réaction en phase liquide actuellement utilisée pour synthétiser des molecules d’intérêt biologique (réaction d'aminocarbonylation catalysée par le Palladium) et des réactions en phase gazeuse entre CO et les formes radicalaires générées par plasma de substrats organiques sélectionnés.


Nouveaux outils miniaturisés intégrant des supports sélectifs à empreintes moléculaires et ioniques pour l’analyse de composés à l’état de traces en milieux réels

Equipes :
LSABM
Porteurs du projet :
V. Pichon
Année d'obtention :
2017

Les microsystèmes permettent de réduire la durée de l’analyse et la consommation en solvant et réactifs, mais leur pouvoir de séparation comme les quantités injectées le sont aussi, ce qui est très problématique pour l’analyse de composés à l’état de trace dans des échantillons complexes. Ce projet vise donc à intégrer une étape de traitement de l’échantillon pour extraire et concentrer sélectivement, avec des polymères à empreintes moléculaires et ioniques synthétisés in situ, les analytes cibles tout en éliminant les autres constituants de l’échantillon. Une fois les conditions de synthèse optimisées, les protocoles permettant l’extraction sélective et la préconcentration des composés ciblés contenus dans des échantillons réels seront développés et validés. Après extraction, les analytes seront désorbés, séparés et spécifiquement détectés avec une électrode imprimée ou par fluorescence induite par LED après complexation avec une sonde développée à façon. La sélectivité des polymères et la sensibilité des modes de détection devraient permettre de compenser le manque de performance de l’étape de séparation en microsystème. La dopamine dans des échantillons biologiques et les ions lanthanides dans des échantillons environnementaux seront les composés et matrices modèles de cette étude.


Exploration statistique des gradients de fitness

Equipes :
LBC
Porteurs du projet :
Clément NIZAK
Année d'obtention :
2016

Les paysages adaptatifs déterminent la dynamique évolutive, par analogie avec les paysages de potentiel qui gouvernent la dynamique des systèmes physiques. Etant donné leur dimension élevée (typiquement 10200), il est impossible d’appréhender exhaustivement leur structure locale et globale. La possibilité d’inférer la dynamique évolutive à long terme à partir du gradient local du paysage adaptatif reste donc une question ouverte. Nous proposons de sonder le gradient du paysage adaptatif au voisinage de 103 gènes en caractérisant les phénotypes au sein de leur voisinage dans l’espace des séquences. Pour cela nous allons effectuer une cartographie génotype-phénotype de milliers de mutants ponctuels au voisinage de chacun de ces 103 gènes, en suivant notre stratégie basée sur la microfluidique en gouttelette. Ensuite nous analyserons la relation entre le résultat de l’évolution à long terme à partir de ces gènes et le gradient local du paysage adaptatif dans leur voisinage. Finalement, nous étendrons notre technologie microfluidique afin de sélectionner des gènes directement en fonction de leur gradient local de paysage adaptatif (au lieu de leur potentiel adaptatif), ce qui ouvrira à la sélection pour l’évoluabilité des gènes codant les protéines.


36 projets.