Tissue and Organ bioengineering

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Overview

« Dans le cadre de l’épidémie du Coronavirus, ce MOOC est accessible en mode
« Archivé ouvert », sans forum ni suivi de l’équipe pédagogique, et aucune attestation de suivi avec succès ou de certificat ne sera délivré. »
" As part of the Coronavirus epidemic, this MOOC is accessible in
"Archived open" mode, without forum or team monitoring educational, and no certificate of successful follow-up or certificate will be issued. "

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.

    Syllabus

    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