Développement D’un Système Microfluidique Innovant Sur Cellules Intestinales Pour évaluer La Toxicité Des Emballages Alimentaires de Demain

**Développement d’un système microfluidique innovant sur cellules intestinales pour évaluer la toxicité des emballages alimentaires de demain**:

- Réf **ABG-131067**
- Sujet de Thèse
- 22/04/2025
- Autre financement public
- Institut Agro Dijon
- Lieu de travail- dijon - Bourgogne-Franche-Comté - France
- Intitulé du sujet- Développement d’un système microfluidique innovant sur cellules intestinales pour évaluer la toxicité des emballages alimentaires de demain
- Champs scientifiques- Biologie
- Biotechnologie
- Matériaux
- Mots clés- Emballages alimentaires, intestin, ingénierie tissulaire, matrice extracellulaire, microfabrication, toxicité, microbiote

**Description du sujet**:
**Développement d’un système microfluidique innovant sur cellules intestinales pour détecter la cytotoxicité simultanée de substances présentes dans des extraits d’emballages au contact des denrées alimentaires**
- Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet ANR Nextfoodpack (Conception et évaluation intégrée des nouvelles générations d’emballages pour protéger les aliments périssables) vise à évaluer les performances et les limites des nouveaux matériaux d’emballages hybrides recyclables qui arrivent sur le marché, dans le but de remplacer les matériaux barrières multicouches à base de plastique à usage unique actuellement utilisé. Or, les matériaux destinés au contact des denrées alimentaires (MCDA) doivent satisfaire au règlement cadre européen n°1935/2004 qui exige notamment que, dans les conditions normales ou**prévisibles de leur emploi, ils ne cèdent pas aux denrées alimentaires des constituants en une quantité**susceptible de présenter un danger pour la santé humaine. Les substances qui migrent des MCDA ne sont pas que des substances intentionnelles utilisées dans la fabrication des emballages, mais également des NIAS (**N**on** I**ntentionally **A**dded** S**ubstances) regroupant des produits de dégradation du polymère et de ses additifs, des impuretés de matières premières, des produits secondaires indésirables. La plupart des alertes sanitaires des MCDA sont liées à ces NIAS. De plus, la règlementation européenne (PPWR) et francaise (loi AGEC, décret 3R) incite à recycler les MCDA en boucle fermée (pour un nouvel usage alimentaire) et/ou à réemployer les contenant après lavage et reconditionnement, ces pratiques générant un nombre de plus en plus conséquent de NIAS dus à la perte de traçabilité de l’emballage lors de sa fin de vie chez le consommateur. Ces NIAS peuvent présenter un risque sanitaire pour le consommateur et/ou entrainer des effets « cocktail » (Muncke, 2011). Ainsi, il apparait nécessaire d’évaluer GLOBALEMENT la toxicité de l’ensemble des molécules susceptibles de migrer de ces nouveaux emballages. Cette stratégie d’évaluation de la toxicité «globale» d’un mélange a été validée par l’EFSA (2019).
- Consommés avec l’aliment, ces contaminants vont devoir passer la barrière intestinale pour éventuellement avoir une action délétère dans l’organisme, à la fois sur l’hôte mais aussi sur les bactéries du microbiote intestinal. De nombreux tests de toxicité _in vitro_ ont déjà été utilisés pour évaluer ces extraits d’emballages, en particulier sur des cellules hépatiques pour rechercher un effet génotoxique ou pour étudier un mode d’action de perturbation endocrinienne. Cependant, peu de travaux ont été faits pour regarder la toxicité de ces mélanges sur les cellules intestinales et leur capacité à être absorbés. Il semble donc pertinent de développer un système _in vitro_ de barrière intestinale permettant de mimer cette phase d’absorption et de pouvoir mesurer les effets toxiques potentiels de migrats/extraits d’emballages sur cette matrice.
- Il est ainsi nécessaire de disposer d'un modèle biomimétique du tractus gastro-intestinal humain qui puisse être utilisé pour évaluer la toxicité des contaminants oraux. Le choix de concevoir un système _in vitro _a été fait pour optimiser le coût d’un tel système et répondre à la réglementation sur l'expérimentation animale. Malheureusement, les modèles conventionnels sont encore trop simples (comme la coculture qui ne tient pas compte de la structure extracellulaire de l'intestin) pour mimer correctement cette barrière.
- Les développements actuels dans les domaines de l'ingénierie tissulaire et de la micro-électronique (photolithographie, lithographie douce) permettent de proposer l'utilisation de bioréacteurs microfluidiques comme outil d'investigation_ in vitro _renforcée. Ces techniques offrent la possibilité de concevoir des micro-canaux qui rendent accessibles l’étude des écoulements simples ou complexes à l’échelle micrométrique. Elles permettent également de par l’augmentation du ratio volume-surface, d’accroitre la vitesse de réaction au sein de ces micro-canaux. L’analyse de la réponse biologique dans ces systèmes peut aussi bien se faire à posteriori (par protéomique, génomique, etc) qu’_in situ _par imagerie.
- En parallèle de la mise en place de cet o