Les cellules endothéliales sont les cellules qui tapissent la surface interne de chaque vaisseau sanguin. Agissant comme une barrière sélective pour les cellules et molécules en circulation, les cellules endothéliales sont directement exposées au flux sanguin. Un tel écoulement génère des frictions à leur surface, ce qui induit des changements morphologiques et participe au maintien de la fonction endothéliale. Les cellules endothéliales sont capables de détecter les frictions du flux sanguin grâce à des mécanorécepteurs situés à leur surface. Ces mécanorécepteur ont été identifiés récemment et se sont révélés faire partie d'une couche de polymère recouvrant la surface des cellules. Cette matrice de polymères est appelée couche de surface endothéliale, ou glycocalyx, et est d'une importance majeure pour la régulation de la fonction endothéliale. Regroupées sous le nom de fonction endothéliale sont les réponses passives ou actives des cellules endothéliales qui maintiennent la santé vasculaire. Les propriétés de mécanosensibilité du glycocalyx permettent à l'endothélium de réguler la pression sanguine, sa composition permet le recrutement de cellules immunitaires en cas d'infection ou de blessure et enfin son implication dans la perméabilité au fluide et aux petites molécules a été récemment mise en évidence. En condition physiologique, l'endothélium adopte une morphologie particulière appelée le phénotype athéroprotecteur, qui est le signe d'une fonction endothéliale appropriée.Dans ce travail, nous nous concentrons sur les modifications phénotypiques apportées par les perturbations de l'environnement des cellules endothéliales. Pour ce faire, nous utilisons des dispositifs microfluidiques biomimétiques permettant la culture de cellules endothéliales confinées soumises à une contrainte de cisaillement hydrodynamique constante. De tels dispositifs permettent l'observation de cellules endothéliales vivantes ou fixées par microscopie confocale. Le système est un circuit où le milieu de culture cellulaire circule à travers un réseau de microcanaux grâce à une pompe à seringue permettant un contrôle du débit ainsi que de la composition biochimique du fluide qui perfuse le circuit. Nous constatons que sous un niveau physiologique de contrainte de cisaillement, les cellules présentent de longues fibres de stress d'actine orientées parallèlement à la direction de l'écoulement, ce qui est caractéristique du phénotype athéroprotecteur. Nous observons qu’une diminution de la contrainte de cisaillement induit une réorganisation du cytosquelette d’actine, les fibres de stress sont dépolymérisées ou réorientées au hasard et l’actine est recrutée à la périphérie des cellules. Dans une deuxième série d'expériences, nous soumettons les cellules endothéliales adaptées au cisaillement à une concentration élevée de glucose imitant le diabète, et observons que le cytosquelette d'actine perd son caractère orienté. Enfin, notre système a été testé pour la détection de la perméabilité endothéliale. Nous fournissons une preuve de concept exposant les cellules à de la bradykinine, connue pour induire des fuites vasculaires, et montrons que nous sommes en effet capables de mesurer une perméabilité accrue de l'endothélium après exposition a cette molécule.En conclusion, nous avons développé un système modèle in vitro adapté à l'étude de la fonction endothéliale et à l'observation des modifications phénotypiques via des observations microscopiques. Notre travail apporte ainsi des informations sur la réponse cellulaire à une perte de stimulation mécanique, à une augmentation de la concentration d'un métabolite et leur réponse en présence d'un facteur de perméabilisation. Un tel système biomimétique ouvre des voies pour de futures études de la fonction endothéliale dans lesquelles l'action combinée des stimuli mécaniques et biochimiques peut être déchiffrée.