Academic literature on the topic 'Techniques de cultures cellulaires tridimensionnelles'

La récente émergence des cultures d’organoïdes tumoraux, ou tumoroïdes, a permis d’enrichir le répertoire des modèles précliniques en oncologie. Très proches de la tumeur dont elles dérivent, ces microtumeurs offrent de nombreuses possibilités en termes de recherche fondamentale, telles que l’étude de la carcinogenèse ou de la chimioré-sistance, de validation préclinique de nouvelles molécules à visée anticancéreuse, ou encore de personnalisation des traitements. Divers développements techniques et l’enrichissement des tumoroïdes par l’addition d’autres types cellulaires sont actuellement en cours pour améliorer la pertinence de ces modèles et exploiter de façon optimale leur remarquable potentiel.

Les agents des encéphalopathies spongiformes transmissibles (ESST) sont responsables de maladies neurodégénératives fatales chez l’homme (maladie de Creutzfeldt-Jakob, insomnie fatale familiale, syndrome de Gerstmann-Straussler-Scheinker, Kuru) et chez les animaux (tremblante ovine et caprine, encéphalopathie spongiforme bovine, encéphalopathie spongiforme féline, encéphalopathie transmissible du vison, dépérissement chronique des cervidés. L’encéphalopathie spongiforme bovine (ESB) est une maladie nouvelle apparue en 1985 au Royaume-Uni, puis s’est propagée ensuite dans les autres pays européens et en particulier en France (premier cas identifié en 1990). La tremblante des ovins est en revanche connue depuis plus de deux siècles en Europe. Elle se distingue de l’ESB par sa contagiosité et la distribution de la protéine prion pathologique PrPsc dans les tissus périphériques. L’agent de l’ESB est transmissible des bovins à l’homme chez lequel il provoque une forme particulière (variant) de la maladie de Creutzfeldt-Jakob. En revanche, l’agent de la tremblante ovine semble sans danger pour l’homme. Jusqu’en 1992, date du premier rapport réalisé à la demande du ministre de la recherche, Hubert Curien, par une commission de 9 chercheurs présidée par Dominique Dormont, les recherches poursuivies en France sur les ESST étaient le fait d’un petit réseau informel qui a été à l’origine d’un premier programme de recherches piloté par l’INSERM. L’annonce faite le 20 mars 1996 par les autorités du Royaume-Uni que 10 britanniques venaient de succomber à une variante de la maladie de Creutzfeldt-Jakob liée à l’ESB, entraîne une crise de confiance sans précédent des consommateurs. Interpellée, la communauté scientifique incluant l’INRA est alors brutalement placée devant un ensemble de questions nouvelles qui l’oblige à recentrer sa stratégie en termes d’expertise collective. La mise en place à cette occasion, du comité interministériel d’experts sur les ESST animé par Dominique Dormont (et auquel 8 chercheurs INRA participaient) a été un facteur très important dans la mobilisation de la communauté scientifique française et en particulier de l’INRA (voir à ce sujet l’analyse critique du fonctionnement de ce comité interministériel faite par Jacqueline Estades et Elisabeth Rémy dans l’ouvrage « l’expertise en pratique : les risques liés à la vache folle et aux rayonnements ionisants », 249 pages, L’Harmattan éditeur, Novembre 2003). Depuis 1993, les chercheurs INRA du département de génétique animale réfléchissaient aux conditions de développement de projets de recherche nouveaux sur les maladies à prions et en particulier sur la tremblante ovine qui sévissait de façon spectaculaire dans un troupeau ovin expérimental (domaine INRA de Langlade). Les chercheurs concernés de ce département ont eu un rôle moteur dans la mobilisation ultérieure des autres départements. En effet, à partir de l’automne 1996, des chercheurs INRA appartenant à 6 départements de recherche différents (génétique animale, santé animale, physiologie animale, transformation des produits animaux, hydrobiologie et faune sauvage, économie et sociologie rurale) ont décidé de s’engager dans des projets de recherche centrés sur les maladies à prions. Cet intense effort de mobilisation s’est accompli essentiellement par mobilité thématique (et non pas à la faveur de recrutements nouveaux), ce qui a représenté pour chacun des chercheurs engagés un effort personnel de remise en cause l’obligeant à repartir de zéro dans un domaine totalement nouveau, en abandonnant des recherches où chacun avait acquis un positionnement national et international. Cette mobilisation collective importante a été favorisée par trois facteurs différents : - l’exceptionnelle demande sociétale résultant d’une crise de confiance sans précédent touchant à la fois le consommateur et le citoyen, - l’ensemble des nombreuses questions nouvelles posées par la problématique « prions » qui a profondément excité la curiosité et l’intérêt des chercheurs de disciplines différentes, - et, enfin, la mise en place rapide de nouveaux moyens financiers, à la faveur d’une série d’appels d’offres successifs (INRA en interne, interministériels, GIS Prions, Union Européenne) qui ont exercé un effet incitatif puissant. Dans ce contexte nouveau, les objectifs prioritaires de l‘INRA ont été les suivants : - tout d’abord, créer les conditions optimales pour la mise au point des différents outils indispensables au développement des recherches sur les ESST : . les souris transgéniques pour les infections expérimentales,. les lignées de cultures cellulaires pour la propagation in vitro du prion,. les anticorps monoclonaux anti protéine prion (PrP),. les techniques immunocytohistochimiques pour identifier la protéine prion pathogène PrPsc dans les tissus infectés,. les méthodes de génotypage à grande échelle du gène PrP chez les ovins,. les approches épidémiologiques adaptées,. et surtout toute la logistique appropriée pour la manipulation des prions en toute sécurité au laboratoire et dans les animaleries (souris et gros animaux). - parallèlement, organiser des instances nouvelles pour la coordination (comité d’action incitative programmée, bureau permanent des recherches ESST) et l’animation scientifique interdisciplinaire (séminaires réguliers) de façon à assurer les meilleures conditions pour favoriser les échanges entre les équipes et la cohérence des projets entre eux. - et, enfin, mettre en place des moyens nouveaux en termes de ressources humaines (redéploiements, recrutements). Plus d’une vingtaine d’équipes INRA se sont engagées depuis 1996. A partir des nouveaux outils mis à disposition des différentes équipes, les recherches se développent et les résultats obtenus ont été présentés et discutés lors des séminaires organisés en 1998, 2000 et 2003. Ces résultats ont été valorisés par un nombre important de publications et ont été concrétisés au niveau des applications par la mise au point de tests rapides de diagnostic des ESST (contribution au test Biorad pour l’ESB, convention avec l’Institut Pourquier pour la tremblante ovine) ainsi que par un plan ambitieux de contrôle génétique et d’éradication de la tremblante dans les troupeaux ovins français. Dans le domaine de la biosécurité du retraitement des farines animales, un brevet a été pris en mars 2004. A l’issue du dernier séminaire, la direction scientifique Animal et Produits Animaux a décidé de valoriser l’ensemble des résultats obtenus et des connaissances en découlant, par la réalisation de ce numéro hors-série. L’objectif était de présenter au plus grand nombre l’ensemble des avancées scientifiques et des axes de recherche actuels sur les prions, menés dans les différentes disciplines. Ce numéro hors-série de la revue « Productions Animales » comprend 7 chapitres structurés autour des questions nouvelles que les chercheurs se sont attachés à résoudre : les animaux modèles, la caractérisation des souches et la nature de l’agent, la protéine prion cellulaire, la pathogénie des ESST, la variabilité de la résistance aux ESST et enfin l’épidémiologie et la lutte contre les ESST. En outre à la fin du numéro, figurent des annexes présentant successivement : la liste des publications scientifiques réalisées à partir des résultats obtenus, la liste des séminaires scientifiques organisés en interne, et enfin la liste des 18 projets scientifiques européens dans le domaine des ESST, impliquant des équipes INRA comme coordinateur ou comme partenaire, illustrant ainsi leur positionnement international.

La dystrophie musculaire de Duchenne (DMD), encore incurable, est due à l'absence de dystrophine, une protéine essentielle pour préserver l'intégrité musculaire continuellement mise à l'épreuve par les contractions. La thérapie génique utilisant le virus adéno-associé (AAV) pour délivrer des formes tronquées de dystrophine (µDys) est actuellement l'approche thérapeutique la plus prometteuse. Cependant, les résultats obtenus chez les patients diffèrent de ceux des études animales, ce qui souligne la nécessité de disposer de modèles permettant de prédire avec précision la réponse humaine. En outre, la µDys est dépourvue de domaines fonctionnels et présente un sauvetage incomplet, ce qui suggère que l'expression de dystrophines plus grandes avec des domaines supplémentaires est nécessaire pour une correction phénotypique complète. Au cours de mon doctorat, j'ai généré les MYOrganoids, une plateforme musculaire en 3D dérivée de cellules souches pluripotentes induites humaines (iPSC), dont la maturation est améliorée par l'incorporation de fibroblastes. J'ai ensuite employé des fibroblastes DMD pour exacerber les caractéristiques pathogènes des MYOrganoids DMD, telles que la fibrose et la perte de force musculaire. J'ai montré que le transfert de gène μDys dans les MYOrganoids DMD améliorait la résistance musculaire ; cependant, seule une correction partielle de la signature DMD a été observée, soulignant le potentiel de notre approche de bio-ingénierie pour le criblage de la thérapie génique. En outre, j'ai généré trois nouvelles midi-dystrophines (midi-Dys) avec des domaines fonctionnels supplémentaires. En validant leur efficacité in vitro et in vivo, j'ai constaté que midi-Dys était 50 % moins exprimé que µDys à des doses équivalentes, tout en conservant des effets thérapeutiques similaires sur la fibrose et le sauvetage fonctionnel. Notamment, dans le diaphragme, midi-Dys a surpassé µDys dans la réduction des zones fibrotiques, suggérant la supériorité de midi-Dys comme option thérapeutique pour la dystrophie musculaire de Duchenne. Dans l'ensemble, ce travail aborde les limitations importantes du remplacement de gènes par AAV et présente une nouvelle méthode pour exprimer efficacement des protéines extra-larges et hautement fonctionnelles
The yet incurable Duchenne muscular dystrophy (DMD) is caused by the absence of dystrophin, a protein essential to preserve muscle integrity continuously challenged by contractions. Gene therapy exploiting adeno-associated virus (AAV) to deliver truncated forms of dystrophin (µDys) is currently the most promising therapeutic approach. However, patient outcomes differed from animal studies, emphasizing the necessity for models to predict accurately human response. Additionally, µDys is missing functional domains and it shows incomplete rescue, suggesting that the expression of larger dystrophins with additional domains is required for a complete phenotypical correction. During my PhD, I generated the MYOrganoid, a 3D muscle platform derived from human induced pluripotent stem cells (iPSC), whose maturation is enhanced by fibroblast incorporation. I then employed DMD fibroblasts to exacerbate pathogenic hallmarks of DMD MYOrganoids, such as fibrosis and muscle force loss. I showed that μDys gene transfer in DMD MYOrganoids improved muscle resistance; however, only partial correction of the DMD signature was observed, underlining the potential of our bioengineering approach for gene therapy screening. Furthermore, I generated three novel midi-dystrophins (midi-Dys) with additional functional domains. Validating their efficacy in vitro and in vivo, I found midi-Dys to be 50% less expressed than µDys at equivalent doses yet maintaining similar therapeutic effects on fibrosis and functional rescue. Notably, in the diaphragm, midi-Dys outperformed µDys in reducing fibrotic areas, suggesting the superiority of midi-Dys as a therapeutic option for Duchenne muscular dystrophy. Overall, this work addresses important limitations of AAV-based gene replacement and presents a novel method to efficiently express large and highly functional extra-large proteins

Notre etude concerne l'analyse d'images de cellules de type neuronal en cultures. Elle consiste a extraire les differentes entites cellulaires presentes dans l'image de maniere a permettre, dans une etape ulterieure, la saisie de parametres morphologiques precis. En effet, l'obtention de donnees quantitatives morphologiques precises est particulierement interessante dans le domaine des neurosciences, car il semble qu'un certain nombre de neuropathologies soient liees a des alterations morphologiques des cellules de certaines structures du cerveau. D'autre part, nous disposons avec les cultures cellulaires d'un outil permettant de tester a grande echelle des produits, qui peuvent entrainer des variations morphologiques comme le developpement de prolongements ou la retraction de ceux-ci. Ainsi, nous avons chosi un modele de cellules en culture permettant d'obtenir des variations morphologiques, notamment au niveau des prolongements des cellules. L'objectif de ce travail est donc de traiter les images saisies sur ces cultures de cellules vivantes et non colorees, afin d'extraire les caracteristiques morphologiques observees lors d'experiences de quantification de l'effet de substances toxiques ou non. Pour cela, nous avons apporte un soin particulier a la methode de segmentation, traitement de bas niveau dont l'importance est cruciale dans un systeme d'analyse d'images. La methode developpee permet d'extraire des formes de topologie et de morphologie complexes, et de structurer en partie l'information fournie en resultat. Elle est fondee sur une methode de croissance de regions par deformation geometrique de contours polygonaux, qui coopere avec des informations de type contours afin d'obtenir une bonne detection des corps cellulaires et des prolongements. Ce traitement n'etant generalement pas suffisant pour obtenir les differentes entites cellulaires avec leurs prolongements respectifs, nous decrivons finalement une methode de decoupage des formes obtenues lors de l'etape de segmentation. Celle-ci s'appuie sur l'information obtenue par le calcul du squelette (des formes a decouper) a l'aide d'un diagramme de voronoi simplifie : le reseau bissecteur.

Dans le cadre du controle des xenobiotiques promoteurs de croissance utilises frauduleusement en elevage et interdits par l'union europeenne, le laboratoire francais de reference (ldh/lnr) a decide de consacrer l'un de ses axes de recherche aux etudes de biotransformations de ces composes in vivo et in vitro. Les essais de developpement in vitro ont dans un premier temps porte sur l'isolement de microsomes a partir de foie de bovin. Les capacites enzymatiques du systeme mis en place ont pu etre mises en evidence sur la testosterone par comparaison avec les principaux metabolites decrits dans la litterature. Parallelement, des essais de cryoconservation d'hepatocytes bovins ont ete envisages afin de permettre leur stockage a long terme et faciliter leur utilisation par le laboratoire. Les resultats obtenus sont encourageants mais necessitent neanmoins des etudes complementaires pour optimiser le rendement de cellules viables apres congelation. L'etude des transformations de la methyltestosterone, steroide anabolisant utilise frauduleusement en production animale, a alors ete realisee in vitro sur cultures d'hepatocytes bovins apres incubation du melange molecule mere froide et molecule marquee au tritium. Les principaux metabolites detectes par comptage radioactif apres purification hplc et analyses en spectrometrie de masse (gc-ms, lc-ms n) correspondent a des composes reduits au niveau du cycle a (diols) ou hydroxyles. La glucurono-conjugaison s'est averee la voie principale de conjugaison. Ces resultats relatifs tant au metabolisme de phase i qu'a celui de phase ii ont demontre une bonne correlation entre l'in vitro et l'in vivo. Outre l'aspect purement metabolique, nous avons egalement pu montrer l'applicabilite des cultures d'hepatocytes bovins a la biosynthese de metabolites en general et de la 6-hydroxymethyltestosterone en particulier.

Les bioprocédés industriels mettant en œuvre la culture de cellules animales sont devenus incontournables pour la production d’anticorps monoclonaux (AcM). Cependant, l'état physiologique des cellules et la qualité des AcM produits, en particulier leur glycosylation, sont tributaires des variations intervenant au cours du procédé. Il en découle des risques d'altération de l'efficacité et de la sûreté des AcM. C'est pourquoi, depuis quelques années, l'initiative Process Analytical Technology (PAT) encourage le développement du suivi en ligne de ces procédés, avec l'objectif de mieux les maîtriser et d'assurer la qualité finale des produits. Dans ce contexte, cette thèse propose des approches innovantes pour le suivi en ligne de procédés de culture de cellules CHO (Chinese Hamster Ovary) en bioréacteur, basées sur l'utilisation de trois types de spectroscopies in situ (diélectrique, Raman, proche infrarouge(NIR)). Le premier chapitre présente une nouvelle démarche permettant de prédire en temps réel l'état physiologique des cellules, au travers de la vitesse spécifique de croissance cellulaire (μ). A partir de la mesure en ligne de la permittivité grâce à la spectroscopie diélectrique, la µ a été calculée en temps réel, permettant de détecter le moment critique correspondant au moment où μ diminue. Comparée à une démarche hors ligne, l'utilisation de cette méthode pour le pilotage de cultures en mode recharge-récolte, permet d’assurer à la fois la quantité et la qualité de glycosylation des AcM. Le second chapitre aborde l'utilisation des spectroscopies NIR et Raman in situ combinées à des méthodes chimiométriques. Les performances de ces deux spectroscopies ont été comparées en parallèle. Des modèles en ligne ont été développés pour prédire la concentration de différents paramètres (cellules viables, glucose, lactate, glutamine, ions ammonium, anticorps). L'évaluation de ces modèles par facteurs de mérite (FOM), a révélé certains avantages de la spectroscopie Raman. La combinaison de ces deux spectroscopies par diverses stratégies de fusion de données a été également évaluée. Dans le troisième chapitre, l'intérêt de la spectroscopie Raman a été démontré pour le suivi en ligne, non seulement, de la concentration, mais aussi, de la glycosylation des AcM. Des modèles ont été développés pour la prédiction en ligne, à la fois, de la macro-hétérogénéité (sites de glycosylation), et de la micro-hétérogénéité (structures glycanniques) de la glycosylation des AcM dans le cas de cultures en mode discontinu et recharge-récolte. Le dernier chapitre a utilisé les spectroscopies NIR et diélectrique, en les intégrant à un « capteur logiciel » combinant des équations de bilans de matière. Ce « capteur logiciel », mis en œuvre au cours d'une culture en mode semi-continu pour le contrôle automatique du débit d'alimentation, a conduit à une augmentation de la productivité du procédé ainsi qu'à une meilleure glycosylation des AcM produits
Bioprocesses of mammalian cell culture have become essential for the production of therapeutic recombinant proteins, such as monoclonal antibodies (mAb). However, the physiological state of the cells and the quality of the mAb produced, in particular their glycosylation, may vary during the process, and may lead to the alteration of the safety and efficacy of the final product. Consequently, the Process Analytical Technology (PAT) initiative has encouraged the development of online monitoring techniques, with the aim to better control the process and ensure the quality of the final product. In this context, this thesis proposes innovative approaches for online monitoring of CHO (Chinese Hamster Ovary) cells bioreactor cultures, by using three types of in situ spectroscopic measurements (dielectric, Raman, near infrared (NIR)). The first chapter presents a novel approach to predict in real-time one of the major cell physiological state parameters, the specific growth rate (µ). Based on online permittivity measured by in situ dielectric spectroscopy, the cell concentration was estimated and µ was calculated in real-time, making possible to detect the critical moment when µ begins to decrease significantly. Compared to an offline approach, this online approach allowed to maintain the cells in a stable physiological state, ensuring the glycosylation of the mAb produced in feed-harvest cultures. The second chapter shows the use of in situ NIR and Raman spectroscopies combined with chemometric methods. For the first time, the performances of these two spectroscopies were compared in parallel in the same cultures. Online models were developed to predict in real-time the concentration of different parameters (viable cells, glucose, lactate, glutamine, ammonium ions and antibodies). The evaluation of these models by the multivariate Figures of Merit (FOM) revealed some of the advantages of Raman spectroscopy. The combination of the two spectroscopies by various data fusion strategies has also been evaluated. In the third chapter, the interest of Raman spectroscopy for the online monitoring of both the quantity and the glycosylation of the mAb was demonstrated. Models were developed for online prediction of both macroheterogeneity (glycosylation site occupancy) and microheterogeneity (glycan structures) of mAb glycosylation in batch and feed-harvest cultures. The last chapter used models previously developed for NIR and dielectric spectroscopies, to integrate into a “soft sensor” by combining with cell metabolic and mass balance equations. This “soft sensor”, implemented in a fed-batch cell culture for the automatic control of the feed rate, leads to an increased mAb productivity and better mAb glycosylation

Environ 90% des candidats-médicaments échouent en phase clinique, pour des raisons d’efficacité ou de toxicité qui impliquent souvent le système nerveux central (SNC). Ce fort taux d’échec souligne un manque de pertinence des modèles expérimentaux utilisés en amont, dont les modèles in vitro de cellules humaines. En effet, ces derniers ne prennent pas en compte toute la complexité du SNC, où les neurones organisés en 3 dimensions (3D) interagissent avec leur microenvironnement composé de cellules, de facteurs solubles et des molécules de la matrice extracellulaire (MEC). Les objectifs de ce travail étaient i) d’étudier l’influence de ces trois composantes du microenvironnement sur les cellules neuronales dans des modèles cérébraux in vitro par imagerie cellulaire automatisée, et ii) de développer des modèles cérébraux in vitro plus pertinents pour évaluer les effets neurotoxiques ou thérapeutiques de molécules par criblage phénotypique, notamment dans le cadre de la maladie de Parkinson (MP).Dans un premier temps, la technologie BIOMIMESYS® Brain a été développée. Cette matrice à base d’acide hyaluronique permet de mimer la MEC et de cultiver des cellules cérébrales en 3D dans des plaques 96 puits. La sensibilité des cellules Luhmes, une lignée de neurones dopaminergiques, aux inducteurs de la MP a été étudiée : les cellules ont montré une sensibilité plus faible dans BIOMIMESYS® Brain qu’en 2 dimensions (2D). Cette différence a pu être expliquée par deux phénomènes : une rétention partielle des molécules toxiques dans la matrice, et un phénotype de neurone dopaminergique moins mature qu’en 2D. L’importance du microenvironnement cellulaire a ensuite été étudiée au travers d’une co-culture de cellules Luhmes et d’astrocytes primaires humains en 2D. Cette co-culture a ensuite été transposée dans la matrice BIOMIMESYS®, formant ainsi un modèle complexe incluant à la fois le microenvironnement glial et le microenvironnement matriciel.En parallèle, l’influence du microenvironnement moléculaire a été étudiée sur les cellules SH-SY5Y, une lignée cellulaire issue d’un neuroblastome, couramment utilisée pour évaluer la neurotoxicité de molécules. Dans cette étude, les 24 principaux milieux décrits dans la littérature pour différencier ces cellules en neurones ont été criblés. Les 3 conditions les plus différenciantes en matière de ralentissement de la prolifération cellulaire et de croissance des neurites ont été sélectionnées : l’acide rétinoïque, la staurosporine, et l’Adénosine Monophosphate cyclique (AMPc) associée à du supplément B21. L’expression de marqueurs protéiques neuronaux et la sensibilité des cellules à des composés de toxicités connues ont été mesurées, en 2D et en 3D dans BIOMIMESYS® Brain. La maturité neuronale et la sensibilité aux composés neurotoxiques différaient selon le milieu, en étant les plus hautes en milieu B21+AMPc. La culture en 3D modifiait aussi la réponse des cellules, avec une sensibilité plus faible comparée aux cellules cultivées en 2D.Cette thèse a mis en évidence que le microenvironnement des neurones, qui inclut la MEC, les cellules gliales et les facteurs solubles, modifie la réponse neuronale in vitro et devrait par conséquent être considéré avec attention dans la recherche académique comme industrielle, dès les étapes de criblage de nouveaux médicaments
About 90% of drug candidates fail in clinical trials, for efficacy- and toxicity-related reasons, which often involve the Central Nervous System (CNS). This high failure rate highlights a lack of relevance in experimental models used upstream, including human in vitro models. Indeed, they do not take into account the complexity of the CNS, in which neurons are organized in 3 dimensions (3D) and interact with their microenvironment, composed of cells, soluble factors and extracellular matrix (ECM). The objectives of this PhD were i) to study the influence of these three microenvironment components on neuronal cells in cerebral in vitro models by automatized cellular imaging, and ii) to develop more relevant cerebral in vitro models for phenotypic screening, to assess neurotoxic or therapeutic effects, in the frame of Parkinson’s Disease (PD).First, the BIOMIMESYS® Brain technology has been developed. This acid hyaluronic based-matrix allows the simulation of the ECM and a 3D culture of cerebral cells in 96-well plates. The sensitivity of Luhmes cells, a dopaminergic neuronal cell line, to PD inducers has been studied: the cells displayed a lower sensitivity in BIOMIMESYS® Brain compared to cells cultured in 2 dimensions (2D). This difference was explained by two phenomena: a partial retention of toxic molecules in the matrix, and a lower neuronal maturity compared to cells cultured in 2D.The importance of the cellular microenvironment has been studied through a co-culture of Luhmes cells and primary human astrocytes in 2D. This co-culture has then been transposed in BIOMIMESYS® matrix, to form a complex model including both the glial and the matricial microenvironments.In parallel, the influence of the molecular microenvironment has been studied on the SH-SY5Y cells, a cell line derived from a neuroblastoma, commonly used for neurotoxicity assessment. In this study, the 24 major differentiation media described in the literature to differentiate these cells into neurons have been screened. The 3 most differentiating conditions in terms of proliferation slowdown and neurite elongation have been selected: retinoic acid, staurosporine, and cyclic Adenosine Monophosphate (cAMP) combined to B21 supplement. The neuronal protein marker expression and the cell sensitivity to compounds of known-toxicity have been measured, in 2D and in 3D in BIOMIMESYS® Brain. Both maturity and sensitivity of these neurons varied according to the differentiation medium, and were higher in B21+cAMP. The 3D cell culture modified also the cell response, with a lower sensitivity of cells cultured in 2D.This PhD highlighted that the microenvironment of neurons, including the ECM, the glial cells and the soluble factors, can modify the neuronal response in vitro, and should thus be considered carefully in academic research and as early as possible in the drug discovery industrial process