Aurélie Gangneux soutiendra sa thèse réalisée à l'Institut Pprime (Poitiers) le 28 novembre 2025 à 10h. Cette soutenance pourra également être suivie à distance.
Titre : Analyse biomécanique du processus d'invasion cellulaire par approches couplées expérimentales et numériques : application au glioblastome
Encadrement : Arnaud GERMANEAU, Laetitia CAILLE
Résumé : Cette thèse, réalisée en collaboration entre l’Institut Pprime, les laboratoires CoMeT et PRETI ainsi que l’entreprise Ansys, porte sur l’étude des mécanismes d’invasion cellulaire impliqués dans la progression des glioblastomes. Ces tumeurs cérébrales primaires sont les plus fréquentes et agressives chez l’adulte, elles se distinguent par une forte capacitée d’infiltration des cellules tumorales dans le tissu cérébral environnant. Ces cellules infiltrantes, résistantes aux traitements actuels, sont responsables de récidives létales dans les deux années suivant le diagnostic. L’invasion tumorale est étroitement liée à la formation d’invadopodes, structures membranaires riches en actine capables de dégrader la matrice extracellulaire (MEC). Leur apparition et leur activité dépendent à la fois de facteurs biochimiques, tels que l’expression intracellulaire de protéines spécifiques, et de paramètres biomécaniques de la MEC, notamment sa rigidité et sa densité. L’objectif principal de cette thèse est de caractériser le comportement biomécanique de ces structures afin de mieux comprendre et modéliser le processus d’invasion tumorale. Pour atteindre cet objectif, une méthodologie combinant imagerie, mesures expérimentales et modélisation numérique a été développée. Des cellules de glioblastome, préalablement marquées par fluorochromes, ont été ensemencées sur une MEC constituée de Matrigel et de billes fluorescentes. La microscopie confocale 3D a permis d’acquérir l’activité cellulaire, notamment de suivre la formation des invadopodes et l’évolution locale de la MEC. Ces données ont ensuite servi à mesurer les champs de déplacement et de déformation par corrélation d’images volumiques (DVC), permettant la quantification et la visualisation de la cinématique interne et externe des cellules. Les propriétés mécaniques des cellules ont été étudiées par microscopie à conductance ionique (SICM), une technique non invasive qui a permis d’obtenir des mesures de rigidité de cellules vivantes. Le couplage entre SICM, imagerie confocale et modélisation numérique a permis d’identifier les propriétés mécaniques de la MEC, des cellules et de leur noyau. Enfin, à partir des reconstructions 3D obtenues par segmentation d’images confocales, des modèles numériques ont été élaborés afin de simuler le comportement mécanique cellulaire et d’évaluer les contraintes associées à la formation des invadopodes. Ces travaux ont ainsi apporté une nouvelle approche de la caractérisation mécanique des cellules en combinant plusieurs techniques expérimentales et numériques. Les résultats obtenus ouvrent des perspectives pour le développement de modèles cellulaires plus complexes en vue d’identifier des paramètres physiques ciblables, susceptibles de limiter la diffusion des cellules cancéreuses et de guider le développement de nouvelles stratégies thérapeutiques.
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