Dynamique de fermeture de blessures circulaires modèles : aspects expérimentaux et théoriques

• Auteur / Autrice : Olivier Cochet-Escartin
• Direction : Pascal Silberzan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des Matériaux
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phénomènes biomécaniques

Mouvement cellulaire

Modèles biologiques

Cellules épithéliales

Cicatrisation de plaie

Résumé

Dans ce travail, nous présentons un protocole expérimental permettant de réaliser plusieurs dizaines de blessures circulaires de taille contrôlée dans un tissu épithélial et ce de manière non destructive. Ce protocole est appliqué à plusieurs types cellulaires et permet de mettre au jour les mécanismes biologiques responsables de la cicatrisation : formation d'un câble d'actomyosine pluricellulaire et contractile et le développement de lamellipodes sur la surface libre. Nous développons ensuite un modèle physique quantitatif de ces fermetures prenant en compte ces contributions biologiques ainsi que les propriétés mécaniques du tissu. Enfin, nous confrontons nos données expérimentales accumulées aux prévisions de ce modèle et nous en déduisons un paramètre d'épithélisation, capturant tous les mécanismes essentiels et permettant d'objectivement classifier différents types cellulaires en fonction de leur capacité motile. En particulier, nous montrons que ce traitement, expérimental et théorique, permet de quantifier l'effet d'une mutation oncogénique sur une lignée épithéliale humaine.

In this work, we report an experimental protocol to rapidly manufacture tens of model circular wounds in different epithelial tissues in a non-destructive fashion. It is then applied to various epithelial cell lines. Doing so, we reveal the central biological mechanisms in wound healing: a supracellular contractile actomyosin cable and the development of active protrusions on the free surface. We also develop a physical quantitative model of closure that relies on ail these essential ingredients along with the mechanical properties of the tissue. Finally, we compare our dynamical measurement with this model's predictions and access, in each condition, an epithelization coefficient that captures all the relevant parameters to describe wound closure and allows objectively classifying different cell types depending on their motile properties. In particular, we show that this method, both experimental and theoretical, is enough to quantify the effect of an oncogenic mutation in human cell lines.