La transition cellulaire Mésenchymo-Amiboïde (MAT) est requise pour l'échappement métastasique, cependant elle n'a encore jamais été associée à une situation physiopathologique précise. PAI-1, l'inhibiteur de l'activateur du plasminogène de type-1, est une molécule du microenvironnement tumoral considérée comme facteur de mauvais pronostic et localisée en forte concentration autour des tumeurs les plus invasives. Nous montrons que, sous sa forme matricielle active, PAI-1 est capable d'entretenir, au cours du temps et de façon dose-dépendante, la morphologie amiboïde de cellules cancéreuses colorectales et mammaires, et que celle-ci est associée à une adhérence faible intégrines-indépendante, une migration de type amiboïde et à l'activation de la voie RhoA/ROCK-1/MLC-P. Le mécanisme moléculaire mis en jeu a partiellement été mis en évidence : nous montrons que l'immobilisation de PAI-1 et sa liaison à l'uPA sont indispensables, et nous suggérons la possibilité que le récepteur membranaire uPAR participe à la transmission de signaux maintenant la voie RhoA/ROCK-1/MLC-P active. La compatibilité des effets du PAI-1 matriciel vis-à-vis des principales voies de signalisation impliquées dans la régulation de la transition MAT est établie in silico grâce à une méthode fondée sur la modélisation de la dynamique des réseaux d'interactions. L'ensemble de ces résultats permet pour la première fois de caractériser une situation physiopathologique microenvironnementale favorable à la transition MAT ; et bien que la forme matricielle de PAI-1 n'ait pas encore livré tous ses secrets, elle semble être une cible thérapeutique intéressante.

Ce travail de thèse s'est concentré sur l'étude de la protéine CHMP2B. Cette protéine fait partie du complexe ESCRT-III, impliqué dans divers processus de fissions membranaires à topologies inversées (genèse ces corps multivésiculés, cytokinèse, bourgeonnement des virus enveloppés, autophagie). Des mutations dans le gène codant pour CHMP2B ont été très fortement corrélées à la survenue de maladies neuro-dégénératives (démences fronto-temporales et amyotrophie latérale spineuse). Ce travail a consisté à préciser les mécanismes moléculaires d'action de cette protéine afin de mieux cerner les causes potentielles des ces dysfonctionnements. Il se divise en trois sous parties: - L'étude du l'import potentiel de CHMP2B dans les mitochondries, et de son rôle dans la dynamique mitochondriale. - Le rôle de CHMP2B et l'impact de mutants pathogènes dans la morphogénèse des épines dendritiques. - L'étude de la formation de d'hyper-complexes tubulaires de CHMP2B déformants la membrane plasmique. Nous avons ainsi pu montrer les propriétés suivantes: L'extinction de CHMP2B semble inhiber la fission des mitochondries par un mécanisme qui reste à préciser. L'expression des mutants de CHMP2 liés aux démences fronto-temporales perturbe la morphogénèse des épines dendritiques. Cette altération pourrait participer à l'émergence progressive des symptômes de la FTD. La littérature suggère que les fonctions que CHMP2B concernent des organelles cytoplasmiques (endosomes tardifs, autophagosomes,centrosome). Nous avons montrés que cette protéine est principalement recrutée à la membrane plasmique, où elle se polymérise en une structure tubulaire rigide capable de déformer cette bicouche lipidique.

Au cours de la différenciation des cellules épithéliales de l'intestin, les cellules reçoivent et intègrent des signaux de la part de leur environnement, aboutissant à des modifications de leur morphologie et de l'expression des gènes. Les cellules intestinales modulent notamment leur capacités d'adhérence à la matrice extracellulaire et aux cellules voisines par le biais de complexes protéiques associées respectivement aux intégrines et aux cadhérines. En utilisant la lignée cellulaire d'adénocarcinome colique humain HT-29, nous étudions la mise en place des jonctions adhérentes accompagnant la différenciation entérocytaire et nous soulignons l'importance de différents facteurs dans les étapes successives de maturation de ces jonctions. Ainsi, nous montrons que la laminine 5 est capable d'induire une augmentation d'expression de la E-cadhérine et permet d'initier la mise en place des jonctions adhérentes par un mécanisme dépendant de l'adhérence cellule-matrice extracellulaire: en activant les intégrines α3β1 et α6β4, la laminine 5 induit une augmentation transitoire de l'activité de la PI3 Kinase qui active à son tour la GTPase monomérique Rac1 et son variant Rac1b. Nous montrons que la maturation des jonctions adhérentes est ensuite favorisée par l'émergence de radeaux lipidiques au sein desquels la E-cadhérine et la p120ctn interagissent de façon préférentielle. Le recrutement des protéines des jonctions adhérentes dans ces microdomaines est dépendant de l'activité de Rac1 et conduit à l'apparition de marqueurs de différenciation entérocytaire. Dans une seconde partie, nous étudions le rôle spécifique de la p120ctn dans la régulation de l'homéostasie des cellules intestinale. Nous montrons que l'augmentation du pool cytoplasmique de p120ctn induit une baisse de prolifération des cellules HT-29 suite à l'interaction de p120ctn avec le complexe cycline E /cdk2. Cette association se traduit par une augmentation de la stabilité de la cycline E et conduit à des défauts de duplication des centrosomes. Des effets similaires sont observés dans les cellules cancéreuses et pourraient être à l'origine du développement tumoral.

Dans la première partie de notre travail, nous avons étudié le rôle de la peroxyrédoxine-6 (Prdx6) sur un modèle d'ischémie/reperfusion. Comme la glutathion peroxydase (GSHPx) et la catalase, la Prdx6 est capable de neutraliser le peroxyde d'hydrogène et les hydroperoxydes organiques. Ces propriétés scavenger de la catalase et de la GSHPx jouent un rôle majeur dans la protection du tissu cardiaque soumis à un processus d'ischémie/reperfusion, en neutralisant les H2O2 et les hydroperoxydes formés dans ces conditions pathologiques. Nous avons donc cherché à vérifier si la Prdx6 peut contribuer également à un tel mécanisme de protection et nos résultats montrent que le déficit en Prdx6, chez la souris, ne peut être compensé par l'activité catalase ou l'activité GSHPx et suggère donc que cette enzyme joue un rôle non redondant avec les autres systèmes antioxydants cellulaires. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons tenté de préciser le rôle potentiel de la glutarédoxine-2 (Glrx2) dans les conditions d'ischémie/reperfusion cardiaque. On sait en effet que la Glrx2 mitonchondriale joue un rôle important de régulateur redox dans de nombreux organes des mammifères, en particulier le coeur. Nous avons donc testé l'effet d'une surexpression myocardique de Glrx2 sur l'incidence de l'apoptose et de la nécrose au cours de l'ischémie et de la reperfusion. Sur des préparations de coeurs isolés de souris Glrx2 transgéniques soumis à une période de 30 minutes d'ischémie globale, suivie de 2 heures de reperfusion (modèle du coeur travaillant). Comparés à des coeurs d'animaux de souche sauvage, les coeurs des souris transgéniques Glrx2 maintenaient une fonction contractile significativement meilleure et présentaient une taille d'infarctus réduite ainsi que des phénomènes d'apoptose limités. La surexpression de Glrx2 entraînait également une diminution de la fuite de cardiolipine mitochondriale, une diminution de l'activité des espèces réactives dérivées de l'oxygène et une préservation du rapport glutathion réduit / glutathion oxydé. Dans la troisième partie de ce travail, nous avons étudié les effets d'une thérapie génique PR39 chez la souris. PR39 est un peptide pro-angiogénique qui a déjà été impliqué en pathologie cardiaque. Dans cette étude, des souris mâles C57B1/J6 subissaient une injection intracardiaque d'une suspension d'adénovirus : codant PR39 (PR39), ou contruit dominant négatif FGFR1 (FGFR1-dn), ou vecteur vide (EV), ou PR39 plus un plasmide codant un construit dominant négatif HIF-1 (PR39 + HIF-1-dn). Une semaine plus tard, les coeursétaient soumis à 20 min d'ischémie et 2 heures de reperfusion ex vivo. Dans ces conditions, l'hémodynamique cardiaque restait inchangée dans les coeurs PR39, alors qu'elle se détériorait significativement dans les autres groupes. La cotransfection d'HIF-1-dn avec PR39 abolissait totalement cet effet cardioprotecteur. Dans la dernière partie de ce travail, nous avons étudié la contribution d'un traitement à la dexamethazone sur la récupération post-ischémique de la fonction cardiaque et sur le développement des troubles du rythme de reperfusion. Dans cette étude conduite sur des coeurs isolés de rats, le prétraitement dexamethazone réduit significativement l'incidence de la fibrillation ventriculaire. Nos résultats suggèrent que l'inhibition de la libération du cytochrome-C est impliquée dans la cardioprotection par la dexaméthazone.

Les espèces réactives de l'oxygène ou ROS sont des molécules dérivées de l'oxygène produites " de manière professionnelle " par les NADPH oxydases (NOX). Ces enzymes utilisent l'oxygène comme accepteur d'électrons afin de les transférer à travers les membranes. Le produit de cette réaction est l'anion superoxyde. La famille des NADPH oxydases est composée chez l'Homme de 7 membres : NOX1, NOX2, NOX3, NOX4, NOX5, DUOX1 et DUOX2. Bien que les structures des différentes isoformes des NOX soient très homologues, leurs mécanismes d'activation et leurs distributions tissulaires, cellulaires et subcellulaires et en conséquence, leurs fonctions physiologiques sont très différents. Leurs rôles physiologiques mais aussi pathologiques ont été très souvent déterminés à l'aide de modèles murins transgéniques. Le travail présenté dans cette thèse a eu pour but de déterminer deux nouveaux rôles de NOX1 dans des pathologies humaines : l'hypertension artérielle et le syndrome de détresse respiratoire. Dans un second temps, nous avons également évalué le rôle anti-inflammatoire de NOX2 en utilisant comme modèle des souris déficientes en Nox2. NOX1 a été impliqué dans l'hypertension artérielle induite par l'angiotensine II. Dans cette étude, il a été démontré que les ROS générés par NOX1 sont impliqués dans la formation des anévrysmes aortiques induits par l'angiotensine II, en régulant l'activité des métallo-protéases ainsi que la fibrose. L'activation de NOX1 par l'angiotensine II via son récepteur AT1 est un phénomène bien connu. Nous avons démontré que NOX1 est capable également de réguler la présence du récepteur AT1 à la membrane plasmique. Ces données font de NOX1 une cible thérapeutique de plus en plus importante dans l'hypertension artérielle ainsi que dans les anévrysmes aortiques. Le syndrome de détresse respiratoire des prématurés est caractérisé par une immaturité pulmonaire nécessitant une ventilation mécanique et de fortes concentrations d'oxygène. Les poumons soumis alors à des conditions d'hyperoxie vont être exposés à des concentrations importantes de ROS favorisant et exacerbant les lésions pulmonaires. Lors de cette étude, nous avons démontré à l'aide de souris déficientes en Nox1 que cette NADPH oxydase uniquement est impliquée dans la génération des ROS au niveau des cellules épithéliales et endothéliales pulmonaires induite par l'hyperoxie. NOX1 est à nouveau une cible potentielle thérapeutique lors des syndromes respiratoires des prématurés particulièrement sensibles aux fortes concentrations de ROS. La maladie granulomateuse septique ou CGD est un syndrome d'immunodéficience dû à la présence de mutations essentiellement de gp91phox, gène codant pour NOX2. En conséquence, les patients atteints de CGD souffrent d'infections récurrentes mettant en jeu leur pronostic vital. Associées à ces infections, des réactions inflammatoires exacerbées sont observées et ont un impact sur la morbidité. Dans cette étude, nous avons déterminé qu'une des origines possibles de l'inflammation en l'absence de NOX2 est le beta-glycan. Ces polymères de glucose, composés majoritaires de la paroi des champignons, induisent une inflammation qui ne peut se résoudre en l'absence de NOX2. Mais bien que l'hyperinflammation observée dans un modèle inflammatoire cutané chez les souris déficientes en Nox2 soit associée à de fortes quantités de TNF-alpha, l'augmentation de cette cytokine pro-inflammatoire n'est pas le principal médiateur les lésions inflammatoires induites par les beta-glycans et l'absence de Nox2. Le traitement des patients CGD par des bloqueurs du TNF-alpha ne semblent donc pas recommandés. D'un autre côté, il semble que les molécules capables de bloquer les effets des beta-glycans sont à considérer comme des cibles potentielles pour la recherche de molécules anti-inflammatoires spécifiques et le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques et préventives pour les patients CGD.

La thèse intitulée Structures de biopolymères pour la reconstruction de tissus biologiques, structurée en 4 chapitres, présente la possibilité d'obtenir des structures biopolymériques qui peuvent être utilisées dans la reconstruction des tissus, notamment dans la reconstruction des tissus osseux. Les objectifs spécifiques suivants ont été définis et suivis dans les chapitres 2, 3 et 4: 1) L'obtention de structures basées sur le PHA et des fibres naturelles, pour leur utilisation médicale - films, fibres, structures compactes et/ou poreuses, 2) Modification physique ou chimique des structures obtenues pour améliorer leur biocompatibilité, 3) Caractérisation biologique in vitro et in vivo des matériaux; 4) Etude de l'influence des métaux sur la minéralisation du tissu osseux. Le Chapitre I résume les biomatériaux utilisés en génie tissulaire basé sur la littérature. Le Chapitre II présente les différentes structures biopolymériques étudiées: films, microparticules, fibres, tubes et structures microporeuses et l'évaluation des propriétés physiques, chimiques et mécaniques des PHA et fibres naturelles et une étude sur la porosité en utilisant le microCT. Le chapitre III traite de l'influence de la porosité sur l'adhésion cellulaire des films de PHA, une étude in vitro et le comportement in vivo des fibres de PHBV. La dernière partie inclut une étude sur la modification des fibres de fibroïne et de cellulose, pour améliorer leur minéralisation. Le chapitre IV traite l'influence de l'aluminium sur la minéralisation osseuse. Cette étude a été motivée par les conclusions alarmantes des effets nocifs de l'aluminium sur la minéralisation osseuse. La dernière section contient des observations finales et des perspectives.

Nous avons utilisé des anticorps polyclonaux dirigés contre la protéine T du complexe de la glycine décarboxylase (GDC) pour isoler un ADNc de 1430 pb codant pour la protéine T de pois. L'analyse de la séquence nucléotidique a montré que la protéine T était synthétisée sous forme d'un précurseur comportant un peptide de transit mitochondriale de 30 aminoacides précédant la protéine T mature qui comporte 378 aminoacides. La masse déduite de la séquence primaire est de 40 961 Da et correspond exactement à la valeur mesurée au spectromètre de masse, ce qui indique que le cofacteur de la protéine T, le tétrahydrofolate n'est pas fixé de manière covalente sur la protéine. La structure primaire de la protéine T a pu également être confirmée par analyse en HPLC-ESI/MS et par microséquençage des fragments générés par protéolyse chimique de la protéine T purifiée. Des homologies de séquences avec les protéines T de foie de poulet, de boeuf et de pomme de terre, nous ont permis de localiser des régions hautement conservées comportant des résidus chargés positivement qui pourrait être impliquées dans les intéractions avec le tétrahydrofolate. L'étude de l'expression de la protéine T par Northern et Western-blot a montré que la protéine T et les messagers correspondants était principalement présents dans les tissus foliaires et subissaient une forte induction (8 à 10 fois) à la lumière. Disposant de tous les outils moléculaires nécessaires à l'étude de la biogénèse de la GDC, nous avons étudié les modalités de mise en place du complexe au cours du développement de la feuille de pois. Nous avons observé que la capacité d'oxydation des mitochondries de tissus foliaires durant les premiers stades était négligeable pour augmenter de façon dramatique lorsque la feuille était pleinement ouverte (9 jours). En effet, contrairement à la Rubisco qui est présente dans les chloroplastes dès les tout premiers stades du développement, les protéines de la GDC se mettent en place beaucoup plus tardivement au sein de la matrice mitochondriale. Ce chargement en GDC des mitochondries est tellement important qu'il se traduit par une augmentation de leur densité. L'analyse des transcrits des gènes codant pour les protéines de la GDC (P, H et T) et la petite sous unité de la Rubisco révèle qu'ils sont exprimés dès le 4ième jour de croissance, stade où les mitochondries sont incapables d'oxyder la glycine. Cela suggère l'existence d'un contrôle post-transcriptionnel de l'expression des gènes codant pour les protéines P, H et T de la GDC. Nous avons isolé le gène codant pour la protéine T qui est composé de 4 exons et dont la taille approximative est de 3 kpb. Nous avons détecté deux démarrages de transcription dont l'un présente une séquence riche en pyrimidine proche de la séquence Inr (Initiator element). L'analyse de la région promotrice du gène révèle essentiellement trois régions consensus, découvertes chez les gènes nucléaires codant pour la petite sous-unité de la Rubisco et pour la protéine liant les chlorophylles a/b : une région riche en nucléotide AT, un motif GATA en tandem et la boîte II (GGTTAA). Ces séquences semblent être impliquées dans la réponse à la lumière et dans la spécificité tissulaire. L'incubation de la région riche en nucléotides AT et de la boîte II avec un extrait nucléaire provenant de feuilles vertes a permis de caractériser certains facteurs de transcription similaires à ceux présents chez rbcS3,6 et rbcS3A. Dans la perspective de l'étude structurale de la protéine T, nous avons réussi à surexprimer chez E. coli la protéine T, seule ou en tandem avec la protéine H. La présence de nombreux codons rares dans la séquence nucléotidique, nous a amené à construire des vecteurs coexprimant l'ARNt codant pour l'arginine, de façon à permettre la traduction de la protéine dans la bactérie.

Depuis plusieurs décennies, la médecine constate une augmentation des pathologies prolifératives, de surcharge lipidiques et neurodégénératives. Les maladies métaboliques sont les plus fréquentes, insulinorésistance, diabètes de type 2 ou encore obésités pathologiques. Il est évident que ces pathologies sont d'origine multifactorielle. Une cause environnementale est de plus en plus fréquemment évoquée, comme facteur causal ou comme facteur aggravant. Ces dernières décennies ont vu une inflation de d'utilisation des produits phytosanitaires dans des usages industriels ou agricoles. Ces xénobiotiques sont suspectés de favoriser les pathologies dites "environnementales". Il apparaît que même les doses faibles de ces produits induisent des effets métaboliques. Nous avons étudié l'effet de 2 organochlorés, le lindane et le chlordécone, sur la fonction mitochondrial et le métabolisme énergétique cellulaire. Cette étude a été menée sur des cellules HepG2, et des durées courtes avec des doses correspondant aux concentrations plasmatiques moyennes retrouvées dans les zones d'exposition. Ces molécules pesticides induisent un stress mitochondrial qui semble se résoudre sur une durée courte. Pourtant certaines perturbation des régulations métaboliques mitochondriales et du dialogue nucléo-mitochondrial perdurent sur des durées plus longues. Il en va ainsi de l'expression des facteurs régulateurs, anomalies favorisant des dysfonctionnements cellulaires pouvant être à l'origine de maladies "environnementales". Nous proposons que l'analyse de la fonction mitochondriale pourrait être une approche intéressante pour l'étude des effets toxiques des faibles doses de xénobiotiques.

Les avancées récentes dans l'étude des phénomènes aboutissant au cancer montrent que chaque tumeur possède des caractéristiques physiopathologiques qui lui sont propres. L'apport de biomarqueurs, permettant de réaliser des diagnostics moléculaires précis est donc un enjeu primordial. Une analyse protéomique quantitative globale basée sur l'utilisation du marquage iTRAQ TM a été réalisée sur des tumeurs colorectales congelées. Ces tumeurs ont été analysées en fonction de leur stade TNM d'une part, et de leur statut concernant l'oncogène KRAS d'autre part. Afin de compléter notre analyse nous avons également analysé le protéome de lignées cellulaires colorectales. Nous avons également examiné le stroma de ces tumeurs, et nous avons développé une technique d'analyse d'un sous-protéome : le glycoprotéome. L'ensemble de ces résultats nous a conduit à proposer une base de données des protéines identifiables dans ce modèle constituée de 3 168 protéines. 513 des protéines que nous avons identifiées sont susceptibles d'être sécrétées par les tumeurs et constituent une base de données de candidats biomarqueurs pour le cancer colorectal. Nous avons également validé l'un d'entre eux : l'OLFM4. Il s'agit d'un candidat biomarqueur potentiel pour la détection précoce des cancers colorectaux, et nous avons également mis en évidence que son niveau d'expression était modifié lorsque la tumeur était mutée sur l'oncogène KRAS. Nous nous sommes également intéressés à ses fonctions cellulaires, et nous avons montré qu'elle participait à la résistance des tumeurs aux traitements, et il est probable qu'elle joue un rôle dans la dissémination tumorale.

Au cours des six dernières décennies, la culture cellulaire est devenue une pratique courante. Elle est un outil majeur de la recherche biologique pour la compréhension du vivant, l'étude de maladies et la découverte de nouveaux médicaments. Elle représente un outil très répandu dans de nombreuses industries étant impliquées dans la production de produits alimentaires, cosmétiques et pharmaceutiques.Cependant, les cultures cellulaires en recherche et en industrie sont aujourd'hui confrontées à des limites et soulèvent des besoins à satisfaire. Elles sont toutes deux associées à des coûts élevés du fait des ressources nécessaires (cellules, réactifs, opérateurs qualifiés). Plus précisément, la culture en recherche est caractérisée par le faible débit des expériences, une variabilité importante et un risque de contamination due à la répétition d'opérations manuelles. De plus, les expériences de culture sont effectuées dans des conditions statiques et sur des modèles (cultures 2D, animaux...) relativement éloignés de la physiologie humaine. La culture cellulaire industrielle, quant à elle, a besoin de systèmes miniaturisés qui miment les procédés des bioréacteurs à grande échelle et qui offrent des possibilités de criblage plus élevés.Les systèmes de culture microfluidique représentent un outil prometteur pour résoudre ces problèmes et ces besoins. Le changement de comportement de la physique à petite échelle dans ces dispositifs permet de contrôler temporellement et spatialement le microenvironnement des cellules. Ce qui n'est pas possible avec des méthodes de culture classiques. Le degré d'automatisation et d'intégration permet une nette augmentation du nombre d'expériences par système et la réduction conséquente de la consommation de ressources. Ainsi, de nombreuses petites architectures 3D cellulaires cultivées dans des conditions dynamiques et à haut débit ont été réalisées et ont démontré leur capacité à recréer rapidement des environnements plus physiologiques. En ce qui concerne la culture industrielle, des cultures miniaturisées ont déjà montré leur capacité à reproduire les caractéristiques observées dans les macrobioreactors avec des possibilités de criblages élevées.Dans ce contexte, un bioréacteur microfluidique de paillasse, se conformant aux formats standards utilisés dans le laboratoire d'accueil, a été fabriqué avec succès au cours de cette thèse pour effectuer des cultures cellulaires en continu. Des solutions intégrées ont été mises au point pour fournir de façon continue les conditions adéquates pour la prolifération cellulaire (perfusion, régulation de température…). Des études ont également été menées afin d'automatiser la récolte des cellules avec pour but final de cultiver ces cellules sur du long terme dans le bioréacteur.Le système fabriqué garantit ainsi des conditions stériles pour les cultures sur un simple banc de laboratoire. En outre, ces cultures ont été réalisées de façon autonome sans utiliser un incubateur encombrant. Dans ces conditions, le bioréacteur permet de réaliser des cultures en continu de divers types cellulaires sur plusieurs jours: des cellules d'insectes ont été cultivées pendant 5 jours et des cellules de mammifère pendant 3 jours. En ce qui concerne les cultures de cellules de mammifère, une avancée majeure a été effectuée par rapport aux cultures réalisées dans les systèmes microfluidiques en utilisant comme support de culture des microporteurs (diam. : 175 µm).Bien que la culture de cellules sur microporteurs soit réalisée en routine dans l'industrie, aucun système de culture microfluidique autonome n'a encore intégré ce type de culture. Ce genre de miniaturisation est une avancée majeure pour des applications en bioprocédés où il devrait permettre de raccourcir et réduire les coûts associés au développement de bioproduits. / Over the past six decades, cell culture has become a common practice. It is a major tool in biological research for the understanding of life science, such as the study of disease and the discovery of new drugs. It plays an important role in many industries since it is involved in the production of many food, cosmetic, and pharmaceutical products.However, Research and the industry are now facing some limits and are expressing needs to be addressed. They are both associated with high costs due to a large consumption of resources (cells, reagents, qualified operators). More specifically, cell culture in research is characterized by low throughput of experiments, important variability and risk of contamination due to the recurrent manual operations performed by operators. Additionally, experiments are performed in static conditions and on models (2D cultures, animals…) which poorly resemble the human physiology. Industrial cell culture needs miniaturized systems that mimic the large scale bioreactors and offer higher screening possibilities.Microfluidic cell culture systems represent a promising tool to address the aforementioned issues and needs. The change of physical behaviors at the small-scale in microfluidic devices allow controlling temporally and spatially the cell microenvironment, unattainable with conventional cell culture methods. The level of automation and integration allows the substantial increase of the number of experience per system and considerable reduction of resource consumption. Thus, many small cellular 3D architectures grown under dynamic conditions and in high-throughput have been performed and have demonstrated their ability to quickly re-create more physiological environments. Regarding the industrial culture, miniaturized cultures have already shown their ability to reproduce the characteristics of the culture observed in macrobioreactors with higher screening capabilities.In this framework, a benchtop microfluidic bioreactor, complying with the standard microfluidic platform and format used in the host laboratory, has been successfully fabricated to perform continuous cell cultures. Integrated solutions were developed to provide continuously the adequate conditions for cell proliferation (perfusion, thermal regulation…). Integrated cell harvest was also performed with the final goal to achieve long-term cell culture in the bioreactor.The fabricated system proved to guarantee sterile conditions for cell cultures on a regular lab bench. Moreover, these cultures were achieved autonomously without requiring a cumbersome incubator. In these conditions, the bioreactor demonstrated the possibility to perform continuous cell cultures of various cell types during several days: insects cells were cultured during 5 days and mammalian cells during 3 days. Regarding the mammalian cell cultures performed, a breakthrough has been achieved compared to the cultures performed in microfluidic systems since microcarriers (diam.:175 µm) were used as growth support.Although microcarrier cell culture is routinely performed in the industry, no autonomous microfluidic culture system has addressed this type of culture yet. Such a miniaturization is a major step forward for bioprocess applications where the need to develop scale-down bioreactors that mimic large scale operation has been clearly identified to shorten and reduce the costs associated to bioproduct development.