Thèse soutenue

Développement de systèmes biomimétiques microfluidiques pour l’étude du processus métastatique à partir de cellules tumorales circulantes

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Auteur / Autrice : Hamizah Ahmad-Cognart
Direction : Jean-Louis ViovyCatherine Villard
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie cellulaire
Date : Soutenance le 14/09/2018
Etablissement(s) : Sorbonne Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Frontières de l'innovation en recherche et éducation (Paris ; 2006-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Physique des Cellules et Cancer (Paris ; 2024-....)
établissement de préparation : Université Paris Diderot - Paris 7 (1970-2019)
Jury : Président / Présidente : Christine Chomienne-Thomas
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Viovy, Catherine Villard, Dominique Collard, Emilie Mamessier, Benoît Ladoux
Rapporteurs / Rapporteuses : Dominique Collard, Emilie Mamessier

Résumé

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90% de la mortalité par cancer provient de tumeurs disséminées, ou métastases. Ces métastases se forment à partir de cellules tumorales qui s'échappent d'une tumeur primaire, circulent dans le sang, puis quittent les vaisseaux sanguins pour enfin aller nicher dans des organes distants et former des tumeurs secondaires. Les processus par lesquels ces cellules circulantes envahissent les organes distants, remodèlent leur environnement pour créer une «niche micrométastatique», prolifèrent pour produire des métastases macroscopiques, sont mal connus, principalement en raison d'un manque de modèles expérimentaux. En effet ces événements sont rares, se produisent à une échelle microscopique et à des localisations à priori inconnues. La perte d'adhérence cellulaire des cellules tumorales se détachant des tissus tumoraux primaires est associée à un phénomène de transformation connu sous le nom de transition épithéliale-mésenchymateuse (EMT) conduisant à la perte des caractéristiques épithéliales. Dans ce travail, nous avons souhaité aborder la question du processus métastatiques par l'étude de l'influence de l'étape de circulation dans le flux sanguin sur différentes caractéristiques de cellules tumorales. Pour cela, des modèles microfluidiques contenant des constrictions mécaniques afin d'imiter la microcirculation sanguine ont été conçus et fabriqués. Nous avons soumis des cellules provenant de tumeurs primaires du sein dans des situations de confinement périodiques à l'intérieur de ces canaux microfluidiques en utilisant un système de contrôle de flux. Nous avons étudiés l'impact des déformations induites par les constrictions des canaux microfluidiques sur l'expression génétique des marqueurs EMT, la morphologie ainsi que la dynamique des changements morphologiques. Nous montrons que ces paramètres cellulaires sont touchés par la déformation mécanique imposée sous flux, suggérant que l'étape de circulation des cellules tumorales dans le sang a un rôle important dans la capacité de celles-ci à produire des métastases.