Mécanobiologie de l'organisation cellulaire dans les organoides

Mechanobiology of tissue patterning during organoid development

• Auteur / Autrice : Clara Delahousse
• Direction : Charles Baroud
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Ingénierie, mécanique et énergétique
• Date : Inscription en doctorat le 02/09/2024
• Etablissement(s) : Institut polytechnique de Paris
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'Institut polytechnique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LADHYX - Laboratoire d'hydrodynamique

Mots clés

Mots clés libres

Biophysique

Microfluidique

Mécanique

Organoides

Biophysics

Microfluidics

Mechanics

Organoids

Résumé

Lorsqu'un tissu est soumis à une déformation à l'échelle mesoscopique, à l'échelle de la cellule individuelle celles-ci peuvent être déformées de différentes manières. Certaines cellules peuvent être compressées, étirées, pivoter ou bien être protégées de la déformation par les cellules adjacentes. Chacune de ces déformations est associée à un potentiel élastique et contribue à la réponse élastique globale du tissu à la déformation à travers différents méchanismes. De même, chaque cellule réagit au stress auquel elle est soumises à l'échelle locale, via les mécanismes de mécanotransduction. Au cours de ce projet nous allons nous intéresser à l'interaction multiéchelle entre la réponse biologique et la réponse mécanique des organoides, définis comme un ensemble organisé de populations cellulaires hétérogènes qui forment un micro-tissus. Dans les organoides, les interactions biomécaniques sont étroitement liées à l'organisation du micro tissu. D'une part, l'hétérogénéité des populations de cellules ainsi que leur organisation confèrent aux organoides des propriétés mécaniques complexes. D'autre part, la transmission des efforts au sein des organoides durant leur développement impacte leur biologie puisque la stimulation mécanique perçue à l'échelle de la cellule individuelle régule la différentiation des cellules et leur migration.

When a tissue is subjected to a global deformation individual cells can be compressed, stretched, rotated, or shielded from the global movement by their neighbors. Each of these deformations stores elastic energy and contributes to the total elastic response through a different mechanism. In turn the mechanically transduced response of each cell within the tissue depends on the stresses that it senses locally on its borders. How the global elastic energy is distributed on the single-cell level is nevertheless unknown, which severely limits how tissue mechanobiology can be understood. In this project we will address this multiscale interplay between biology and mechanics in organoids. Organoids consist in organized and heterogeneous cell populations that form a micro-tissue. The interplay between mechanics and biology in these micro-tissues is bidirectional: The cellular heterogeneity and organization of the tissue contribute to its complex mechanical properties, and at the same time the complexity of the effort transmission in a micro-tissue contribute to the biological complexity of organoids, as cells undergoing different mechanical stimuli will have different fates.