Développement de techniques acoustiques pour étudier les propriétés biophysiques d'aggrérats cellulaires

Development of acoustic techniques to study the biophysical properties of cell clusters

• Auteur / Autrice : Alexandre Ortega
• Direction : Claire Valotteau, Emilie Franceschini
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : PHYSIQUE & SCIENCES DE LA MATIERE - Spécialité : BIOPHYSIQUE
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Physique et Sciences de la Matière (Marseille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LAI - Adhésion Cellulaire et Inflammation

Mots clés

Mots clés libres

Agrégat-cellulaire

Acoustique

Biophysique

Cell-cluster

Acoustic

Biophysic

Résumé

Les cellules tumorales circulantes (CTC) sont des cellules cancéreuses qui quittent la tumeur primaire, pénètrent dans la circulation sanguine et se propagent dans un autre tissu. Certaines d'entre elles se déplacent en groupes et ont un potentiel métastatique 50 fois supérieur à celui d'une cellule unique. Dans la circulation sanguine, ces amas sont soumis à des taux de cisaillement élevés, ils sont capables de se réorganiser de manière réversible et de se comprimer pour traverser des capillaires étroits. Néanmoins, leurs propriétés biophysiques sont mal connues, et l'adhérence et la déformabilité de ces amas de CTC n'ont pas été quantifiées. Le projet se concentrera sur le développement de la spectroscopie de force acoustique (AFS), une technique émergente qui utilise les forces acoustiques dans un canal microfluidique contenant des cellules en suspension pour sonder plusieurs cellules en parallèle (contrairement à d'autres méthodes qui fournissent des statistiques limitées sur des cellules individuelles). L'objectif du projet est d'étendre cette technique aux clusters de CTC, afin de dévoiler leurs rhéologie (module d'Young, adhérence, seuil d'écoulement) et de prédire leur comportement dans des environnements hydrodynamiques complexes.

Circulating tumor cells (CTCs) are cancer cells that leave the primary tumor, enter the bloodstream and finally spread into another tissue. Some of them travel as clusters and have a 50-fold higher metastatic potential in comparison to single cell. In the bloodstream, these clusters are subjected to high shear rates, they are able to reversibly reorganize and squeeze to travel through narrow capillaries. Nevertheless, their biophysical properties are poorly known, and the adhesion and deformability of CTC clusters have neither been quantified. The project will focus on the development of acoustic force spectroscopy (AFS), an emerging technique that use acoustic forces in a microfluidic channel containing suspended cells to probe several cells in parallel (contrary to other methods that provide limited statistics on single cells). The aim of the project is to extend this technique to CTC clusters, in order to unveil their rheology (Young modulus, adhesion, yield-stress) and predict their behavior in complex hydrodynamic environments.