Mesure des forces d'adhérence cellulaire par microscopie holographique

Measurement of cell adhesion forces by holographic microscopy

• Auteur / Autrice : Stanislaw Makarchuk
• Direction : Pascal Hebraud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 09/12/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Christian Gaiddon
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Jean-Paul Rieu, Eric Freyssingeas 19..-....

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adénocarcinome

Microscopie

Propriétés mécaniques

Cellules

Cellules -- Adhésivité

Mots clés libres

Forces cellulaires

Microscopie holographique

Microscopie de force de traction

Champ de déplacement

Champ de force

Lignée cellulaire d'adénocarcinome SW 480

Cellular forces

Holographic microscopy

Traction force microscopy

Displacement field

Force field

Adenocarcinoma cell line SW 480

Résumé

Les forces mécaniques, générées par la cellule jouent un rôle crucial dans l'adhésion cellulaire, qui est un processus commun à un grand nombre de lignées cellulaires. Afin de mesurer la champ des forces pendant l'adhérence cellulaire, nous utilisons la microscopie de force de traction, où la cellule adhère à la surface plane d'un substrat souple dans le plan. Les forces sont calculées à partir du champ de déplacement mesuré à l'intérieur du substrat sous la cellule. Nous avons construit le microscope, dans lequel nous utilisons des billes sphériques en polystyrène pour mesurer le champ de déplacement. Les positions des marqueurs sont obtenues en analysant I' image interférentielle des particules. Avec cette technique, nous atteignons une précision nanométrique sur le champ de déplacement des particules, ce qui nous permet d'améliorer la résolution en force de ce type de microscope. Les premières mesures ont été effectuées avec la lignée de cellules cancéreuses SW 480.

Mechanical forces, generated by the cell plays crucial role in cell adhesion - common process for different cell lines. ln order to measure the force map during cellular adhesion, we use Traction Force Microscopy (TFM), where cell adheres to the soft substrate in 20 plane, and the forces are calculated from measured displacement field inside the substrate underneath the cell. We built the microscope, where instead of using fluorescent markers, we use spherical polystyrene beads in order to measure the displacement field. Positions of the markers are obtained by analyzing the interference pattern caused by the beads in bright-field light. With this technique, we reach nanometer accuracy of the microsphere position determination, that, respectively, influence accuracy of the calculated force field. With the microscope first measurements were performed with cancer cell line SW 480.