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  • Début du Cours
  • 14 mai 2018
  • Fin du cours
  • 30 jui 2018
  • Effort estimé
  • 5:00 h/semaine
  • Langue
  • Anglais

About the course / À propos du cours

Tissue and organ bioengineering is a new fascinating chapter of research in life sciences. It is a big challenge for academic researchers and for entrepreneurs since major benefits are forecasted.

It is a multidisciplinary work gathering cell biologists, developmental biologists, engineers, physicists, chemists, mathematicians and computer scientists. Differentiation of stem cells into mature and functional cells, development of scaffolds onto which cells can stick, divide and differentiate, in vitro recapitulation of organogenesis, layer by layer bioprinting of tissues are the technologies that will allow to build simple or more complex tissues, organoids and fully equipped organs available for transplantation. Besides, tissue engineering leads to the construction of organ-on-chips which have been boosted by the development of microfluidic technology and with potentially wide applications in predictive toxicology, drug metabolism and micro physiology, but also leads to the development of external bio artificial organs such as lungs or livers that can allow sustaining life during an acute phase of illnesses.

This MOOC is divided in five chapters :

  • The first chapter deals with cells, biomaterials, scaffolds and modeling.
  • The second chapter is dedicated to the techniques of biofabrication: micro-patterning, bioprinting and recapitulation of organogenesis.
  • The third chapter develops the technologies of chips and of spheroids.
  • In the fourth chapter the applications of bioengineering for the skin, trachea, esophagus, bones and ultimately the liver are described.
  • The fifth chapter is dedicated to external bioartificial organs but also to the regulatory aspects of tissue and organs bioengineering as well as to the perspectives in terms of industrial developments.
  • Teachers of this MOOC are physicians, academic scientists and entrepreneurs involved in bio-fabrication

    L'ingénierie tissulaire et la construction d'organes par bio-ingénierie sont un développement récent passionnant de la recherche dans les sciences de la vie. Elles constituent un challenge important aussi bien pour les équipes académiques que pour la R&D industrielle, d'autant plus que des profits majeurs sont prévus à terme. Ce nouvel aspect de la science est d'autant plus intéressant qu'il est éminemment interdisciplinaire et qu'il réunit autour d'un objectif commun des scientifiques d'horizons très divers comme les biologistes cellulaires, les ingénieurs, les physiciens, chimistes et informaticiens. Différentier les cellules souches en cellules matures et fonctionnelles, développer des matrices où elles puissent se fixer, se diviser et parvenir à maturité, récapituler l'organogenèse, bio-imprimer les tissus couche par couche en injectant des bio-encres par des bio-imprimantes, pour aboutir à la structure d'un tissu, telles sont les technologies innovantes qui permettront de fabriquer des organoïdes ou des organes complètement finis et prêts à être transplantés. D'autres applications concernent également la fabrication d'organes sur puce améliorant la toxicologie prédictive, l'étude du métabolisme des médicaments et modélisant également la physiologie mais aussi les organes artificiels externes comme le poumon et le foie bio-artificiel destinés à passer un cap aigu de défaillance hépatique ou respiratoire.

    Ce MOOC est organisé en cinq chapitres :

  • Le premier introduit les cellules, les biomatériaux et matrices nécessaires à la bio-construction, ainsi que la modélisation in silico des tissus et organes à construire.
  • Le second fait référence aux différentes techniques de micro-patterning et de bio-impression ainsi qu'à la récapitulation de l'organogenèse in vitro, toutes techniques dont l'association à différents degré sera probablement nécessaire pour construire des organes complexes.
  • Le troisième chapitre est consacré aux organes sur puce et à la construction de sphéroïdes.
  • Le quatrième chapitre s'intéresse à certaines réalisations pratiques dans différents domaines.
  • Enfin, le dernier chapitre est consacré aux organes bioartificiels externes, aux aspects réglementaires, industriels et économiques de la bio-construction.
  • Ont participé à ce MOOC des médecins, des chercheurs académiques et des entrepreneurs engagés dans cette voie.

    Format / Format

    This MOOC is organized in 5 weeks. Each week is composed of 4 to 6 sequences. In each sequence, you find a 10 minute video and 2 multiple choice questions to help students check their understanding. The videos are in English subtitled in English. All the tests are in English. A weekly evaluation is performed using about 10 MCQs and, at the end of the course, a final evaluation is performed with 30 MCQs.

    Two or 3 hangouts will be organized during the course.

    Ce MOOC est organisé en 5 semaines. Chaque semaine est composée de 4 à 6 sessions. Dans chaque session, il existe une vidéo de 4 à 12 minutes et 2 questions à choix multiples permettant à l'étudiant de tester sa compréhension de la session. Les vidéos sont en anglais, sous-titrées en anglais. Tous les tests sont en anglais. Une évaluation par une dizaine de QCM est réalisée à la fin de chaque semaine, et, à la fin du cours, une évaluation finale est faite par une trentaine de QCM.

    Pendant le cours, 2 à 3 discussions seront ouvertes sur le forum

    Prerequisites / Prérequis

    This MOOC is aimed at people interested in understanding the new processes of tissue and organ bioengineering.

    A bachelor of science is recommended to attend this MOOC.

    Ce MOOC s'adresse à tous ceux qui souhaitent mieux comprendre les nouveaux procédés de de bio-ingénierie tissulaire et d'organes et de bio-fabrication.

    Une licence de sciences est recommandée pour suivre ce MOOC.

    Teaching team / Les enseignants

    Jean-Charles Duclos-Vallee

    Jean-Charles Duclos-Vallée

    Jean-Charles Duclos-Vallée is professor of Hepatology at Paris-Sud university and director of the University Hospital Department Hepatinov at Hospital Paul-Brousse. His main research topics are hepato-virology, hepatocellular carcinoma, metabolic and autoimmune liver disease and transplantation. He belongs to the Agence Nationale de Recherche sur le Sida et les Hépatites Virales and is in charge of the follow-up of several cohorts of patients with severe liver diseases. He has recently engaged in innovative therapies of liver diseases including gene therapy and regenerative medicine. He does his research in the group 2 of Inserm U1193. Jean-Charles Duclos-Vallée is the coordinator of the iLite project (innovations in Liver tissue engineering) aiming to bio-construct a liver for transplantation.

    He has more than 130 international publications.

    Le Docteur Jean-Charles Duclos-Vallée est Professeur d'Hépatologie-Gastroentérologie à l'Université Paris-Sud et directeur du Département Hospitalo-Universitaire Hepatinov. Ses intérêts de recherche cliniques et précliniques portent principalement sur l'Hépato-Virologie (diagnostic et traitement des hépatites virales notamment dans les situations d'immunosuppression), sur le carcinome hépatocellulaire et sur la réversibilité de la cirrhose. Avec le support de l'ANRS (France REcherche Nord&Sud Sida-hiv Hépatites), il est en charge de plusieurs cohortes internationales et nationales de patients atteints de maladies sévères du foie et de patients transplantés. Il s'est récemment orienté vers les thérapies innovantes dans les maladies du foie, incluant la thérapie génique et la médecine régénératrice. Depuis 2016, il est coordinateur du projet de Recherche Hospitalo-Universitaire (ILite) "iLite - Innovations in Liver Tissue Engineering" dans le cadre des programmes d'investissement d'avenir. Ce programme a pour objectif de bio-construire un foie grâce à l'association de la thérapie cellulaire et de la bio-ingénierie. Le Professeur Duclos-Vallée a publié plus de 130 articles internationaux dans le domaine des maladies du foie.

    Dominique Franco

    Dominique Franco

    Dominique Franco is Emeritus professor of digestive surgery at University Paris-Sud. After a career devoted to liver surgery and treatment of hepatocellular carcinoma, he developed a research program on regenerative therapy of liver diseases and organ bio-construction. He is a member of the group 2 research unit of Inserm U-1193. In 2014, he created CellSpace, an association for the development of tissue and organ bioengineering in France, with the objective of gathering all researchers in this field. He has 280 international publications in the field of liver surgery, hepatocellular carcinoma and regenerative medicine

    Dominique Franco est professeur Émérite de chirurgie digestive à l'Université Paris-Sud. En dehors de la chirurgie et de la transplantation hépatique, ses intérêts de recherche se sont portés vers la thérapie cellulaire des maladies du foie et la bio-construction d'organes. Il est membre de l'unité de recherche Inserm U-1193. En 2014, il a créé CellSpace, une association dédiée à la promotion de la construction de tissus et d'organes par bio-ingénierie et à la mise en commun des équipes françaises dans ce domaine. Le professeur Franco a publié 280 articles scientifiques internationaux dans le domaine de la chirurgie hépatique et du carcinome hépatocellulaire.

    Marie-Noelle Labour

    Marie-Noëlle Labour

    Marie-Noëlle is the community manager and currently working as a postdoctoral researcher in the INSERM Unit U1148, Laboratory for Vascular Translational Science, in Paris. She is developing hepatic organoid in a 3D polysaccharide hydrogel for the RHU project iLite, Innovation for Liver Tissue Engineering. Her research interests include biomimetic and bioactive biomaterials for tissue engineering and a more fundamental approach to characterize cellular micro-environments to gain a better understanding of diseases and offer adapted therapeutic strategies. She obtained her PhD in 2012 from the University of Montpellier I on the development of a collagen-based functionalized 3D biomimetic matrix for neural differentiation and the study of amyloïd aggregates toxicity mechanisms. She then joined D. Hoey’s group as a research fellow and lab manager in the University of Limerick and later in Trinity College Dublin. Her studies focused on orthopedics and biomechanics, more specifically aiming at understanding the role of Transforming Growth Factor β1 in the recruitment of human Mesenchymal Stem Cells for bone remodeling and developing a polymer-calcium phosphate composite for bone tissue engineering.

    Course Staff / Équipe pédagogique

  • Anne Dubart-Kupperschmitt (Inserm)
  • Didier Letourneur (Université Paris-Nord)
  • Elisa Budyn (ENS-Cachan)
  • Alexandra Fuchs (CEA)
  • Guilhem Tourniaire (Cellenion)
  • Delphine Fayol (POetis)
  • Frédéric Lemaigre Université de Louvain)
  • Bruno LePioufle (ENS Cachan)
  • Samy Gobaa (Institut Pasteur)
  • Jacques Richard (Sanofi)
  • Valery Shevchenko (Biopredic Intl)
  • Noushin Dianat (ESPCI)
  • Emmanuel Martinod (Université Paris-Nord)
  • Pierre Cattan (Université Paris-Diderot)
  • Jean-Jacques Lataillade (IRBA)
  • Hervé Petite (Inserm)
  • Dominique Franco (Université Paris-Sud et CellSpace)
  • Olaf Mercier (Université Paris-Sud)
  • Cécile Legallais (Université de Technologie de Compiègne)
  • Nicolas Ferry (BFMBusiness)
  • Rémi Villenave (Emulate)
  • Étienne Bur (CellSpace)
  • Course syllabus / Plan du cours

    • Week 1: Materials / Semaine 1 : Matériaux

    • - Rational, concepts, challenges and applications of tissue engineering/ Rationnel, concepts, challenges et applications de l'ingénierie tissulaire.

      - Cells for organ bioengineering/Cellules utilisées dans la bioingénierie de tissus et d'organes

      - Scaffolds and cells/Biomatériaux et cellules

      - Modeling biological tissues and cells/Modélisation des tissus et cellules

    • Week2: Technologys / Semaine 2: Technologies

    • - Guiding cellular self-organization using micropatterning technologies/ Micropatterning et organisation tissulaire

      - Guiding cellular self-organization using bioprinting technologies/ Bio-impression et ingénierie tissulaire

      - Extrusion and droplet-based bioprinting/ Bio-impression par extrusion et émission de gouttelettes

      - Laser-assisted bioprinting/ Bio-impression assistée par laser

      - Building a liver in vitro: can we recapitulate morphogenesis?/ Construction de foie in vitro: est-il possible de récapituler l'organogenèse?

    • Week3: Chips and Spheroids / Semaine 3 : Puces et Sphééroïdes

    • - Organ on chips using microfluidics technology/ Organes sur puces utilisant les techniques de microfluidique

      - Organs-on-chip and other innovative approaches for drug toxicity screening/ Organes sur puce et autres approches innovantes pour la toxicologie prédictive

      - Advanced Screening Pipelines for Stem Cell-Based Assays/ Nouveaux procédés de screening pour les tests utilisant les cellules souches

      - Hepatic Spheroids/ Sphéroïdes hépatiques

      - Encapsulated 3D Micro-tissues/ Micro-tissus 3D encapsulés

    • Week4: Bioconstruction of tissues and organs / Semaine 4 : Bioconstruction de tissus et d'organes

    • - Skin engineering/ Ingénierie de la peau

      - In vivo airway tissue engineering/ Ingénierie in vivo des voies aériennes

      - Esophageal tissue engineering/ Ingénierie du tissus œsophagien

      - Bone tissue engineering/ Ingénierie du tissus osseux

      - Bioconstruction of the liver/ Bioconstruction du foie

    • Week5: External bioartificial organs, Regulatory issues, Market / Semaine 5 : Organes bio-artificiels externes, problèmes réglementaires, marché de la bioconstruction

    • - Paracorporeal Artificial Lung/ Poumon artificial extracorporel

      - External Bioartificial Liver/ Foie artificial extracorporel

      - Regulation of engineered tissues/ Problèmes réglementaires posés par les tissus et organes construits par bio-ingénierie

      - Organs-on-Chips Technology: Micro engineered environments for human-relevant research/ La technologie des organes sur puce et les nouvelles voies de recherche en micro-environnement

      - Economics of bio-construction/ Prévisions économiques de la bioconstruction

    Terms of use / Conditions d'utilisation

    Terms of use of the course / Conditions d'utilisation du contenu du cours

    Attribution - pas d'utilisation commerciale - pas de modification.

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