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MOOC Tissue and Organ bioengineering

Inscriptions ouvertes jusqu'au 8 juin 2018

Ce MOOC est destiné à vous faire connaître l'ingénierie tissulaire et la construction d'organes par bio-ingénierie, ces technologies innovantes qui permettront de fabriquer des organoïdes ou des organes complètement finis et prêts à être transplantés.

MOOC sur FUN-MOOC - du 14.05.18 au 17.06.2018
Auteur(s): Jean-Charles Duclos-Vallée, Dominique Franco, Marie-Noëlle Labour

Présentation du MOOC Tissue and Organ bioengineering

Informations pratiques sur le MOOC

  • Type: MOOC, cours en ligne, Q.C.M., évaluation
  • Temps d'apprentissage: 5 semaines
  • Niveau: Licence en Sciences
  • Durée d'exécution: 05:00h/semaine
  • Langues: anglais
  • Contenu: vidéos
  • Public cible: Apprenants
  • Age attendu: 21 et +
  • Droits: Licence Creative Commons BY-NC-SA

Description du MOOC / About the course

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 interdisciplinaire et qu'il réunit autour d'un objectif commun des scientifiques d'horizons très divers comme :

  • les biologistes cellulaires
  • les ingénieurs
  • les physiciens
  • les chimistes
  • les informaticiens

Les technologies innovantes qui permettront de fabriquer des organoïdes ou des organes complètement finis et prêts à être transplantés consistent à :

  • différentier les cellules souches en cellules matures et fonctionnelles
  • développer des matrices où elles puissent :
    • se fixer
    • se diviser
    • 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

D'autres applications concernent aussi la fabrication d'organes sur puce améliorant :

  • la toxicologie prédictive
  • l'étude du métabolisme des médicaments

et modélisant :

  • la physiologie
  • les organes artificiels externes comme :
  • le poumon bio-artificiel
  • le foie bio-artificiel

destinés à passer un cap aigu de défaillance hépatique ou respiratoire.

Ce MOOC est organisé en 5 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 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.
  • 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.

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

Déroulement du MOOC / MOOC proceedings

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 anglaisPendant le MOOC, 2 à 3 discussions seront ouvertes sur le forum.

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. Two or 3 hangouts will be organized during the course.

Plan du MOOC / Course syllabus

  • Semaine 1 : Matériaux / Week 1: Materials
    • Rationnel, concepts, challenges et applications de l'ingénierie tissulaire / Rational, concepts, challenges and applications of tissue engineering
    • Cellules utilisées dans la bioingénierie de tissus et d'organes / Cells for organ bioengineering
    • Biomatériaux et cellules / Scaffolds and cells
    • Modélisation des tissus et cellules / Modeling biological tissues and cells
  • Semaine 2: Technologies / Week2: Technologys
    • Micropatterning et organisation tissulaire / Guiding cellular self-organization using micropatterning technologies
    • Bio-impression et ingénierie tissulaire / Guiding cellular self-organization using bioprinting technologies
    • Bio-impression par extrusion et émission de gouttelettes / Extrusion and droplet-based bioprinting
    • Bio-impression assistée par laser / Laser-assisted bioprinting
    • Construction de foie in vitro: est-il possible de récapituler l'organogenèse ? / Building a liver in vitro: can we recapitulate morphogenesis?
  • Semaine 3 : Puces et Sphééroïdes / Week3: Chips and Spheroids
    • Organes sur puces utilisant les techniques de microfluidique / Organ on chips using microfluidics technology
    • Organes sur puce et autres approches innovantes pour la toxicologie prédictive / Organs-on-chip and other innovative approaches for drug toxicity screening
    • Nouveaux procédés de screening pour les tests utilisant les cellules souches / Advanced Screening Pipelines for Stem Cell-Based Assays
    • Sphéroïdes hépatiques / Hepatic Spheroids
    • Micro-tissus 3D encapsulés / Encapsulated 3D Micro-tissues
  • Semaine 4 : Bioconstruction de tissus et d'organes / Week4: Bioconstruction of tissues and organs
    • Ingénierie de la peau / Skin engineering
    • Ingénierie in vivo des voies aériennes / In vivo airway tissue engineering
    • Ingénierie du tissus œsophagien / Esophageal tissue engineering
    • Ingénierie du tissus osseux / Bone tissue engineering
    • Bioconstruction du foie / Bioconstruction of the liver
  • Semaine 5 : Organes bio-artificiels externes, problèmes réglementaires, marché de la bioconstruction / Week5: External bioartificial organs, Regulatory issues, Market
    • Poumon artificial extracorporel / Paracorporeal Artificial Lung
    • Foie artificial extracorporel / External Bioartificial Liver
    • Problèmes réglementaires posés par les tissus et organes construits par bio-ingénierie / Regulation of engineered tissues
    • La technologie des organes sur puce et les nouvelles voies de recherche en micro-environnement / Organs-on-Chips Technology: Micro engineered environments for human-relevant research
    • Prévisions économiques de la bioconstruction / Economics of bio-construction

Évaluation / Evaluation

Une évaluation par une dizaine de Q.C.M. est réalisée à la fin de chaque semaine, et, à la fin du MOOC, une évaluation finale est faite par une trentaine de Q.C.M.

A weekly evaluation is performed using about 10 MCQs and, at the end of the MOOC, a final evaluation is performed with 30 MCQs.

Informations pédagogiques

Public / Targeted audience

  • Public visé : Ce MOOC s'adresse à tous ceux qui souhaitent mieux comprendre les nouveaux procédés de bio-ingénierie tissulaire et d'organes et de bio-fabrication. / This MOOC is aimed at people interested in understanding the new processes of tissue and organ bioengineering.
  • Pré-requis / Prerequisites : Une licence de sciences est recommandée pour suivre ce MOOC / A bachelor of science is recommended to attend this MOOC.

Objectif pédagogique du MOOC

  • Objectif / Objective : Connaître l'ingénierie tissulaire et la construction d'organes par bio-ingénierie. / Know about tissue and organ bioengineering.

Édition et diffusion du MOOC Tissue and Organ bioengineering

Édition

Diffusion

Plateforme

Conditions d'utilisation :

  • Du cours : Licence Creative Commons BY-NC-SA (Attribution - pas d'utilisation commerciale - pas de modification). Cette licence est la plus restrictive des 6 licences principales n'autorisant les autres qu'à télécharger vos œuvres et à les partager tant qu'on vous crédite en citant votre nom, masi sans pouvoir les modifier de quelque façon que ce soit ni les utilser à de fins commerciales. L'utilisateur doit mentionner le nom de l'auteur, il peut exploiter l'œuvre sauf dans un contexte commercial, il peut créer une œuvre dérivée de l'œuvre originale si l'œuvre dérivée est diffusée sous la même licence que l'œuvre originale.
  • Des contenus produits par les participants : Licence Creative Commons BY-NC-SA (Attribution - pas d'utilisation commerciale - pas de modification). Cette licence est la plus restrictive des 6 licences principales n'autorisant les autres qu'à télécharger vos œuvres et à les partager tant qu'on vous crédite en citant votre nom, masi sans pouvoir les modifier de quelque façon que ce soit ni les utilser à de fins commerciales. L'utilisateur doit mentionner le nom de l'auteur, il peut exploiter l'œuvre sauf dans un contexte commercial, il peut créer une œuvre dérivée de l'œuvre originale si l'œuvre dérivée est diffusée sous la même licence que l'œuvre originale.
Publication : 26.03.2018

Équipe enseignante

Enseignants

Université Paris Sud

  • Jean-Charles Duclos-Vallée
  • Dominique Franco

Inserm U1148 - Laboratory for Vascular Translational Science (L.V.T.S.)

Marie-Noëlle Labour

Équipe pédagogique