Yuki TAKAYAMA

Mercredi 28 mars 2019 à 14h00
Amphithéâtre de l’IEMN-Laboratoire central – Villeneuve d’Ascq

Jury:

• D. COLLARD,  IEMN / CNRS (Directeur de thèse)
• C. DEJOUS,  IMS, Université de Bordeaux (Rapporteur)
• V. TALY, Université Sorbonne Paris Cité / INSERM, CNRS (Rapporteur)
• C. LEGALLAIS, Université de Technologie de Compiègne / CNRS (Examinateur)
• C. LAGADEC, CPAC, Université de Lille / INSERM  (Examinateur)
• M.C. TARHAN, ISEN Lille / YNCREA (Examinateur)
• H. FUJITA, IIS, Université de Tokyo (Invité)

Résumé :

Les masses tumorales, en se développant, permettent aux cellules cancéreuses d’acquérir un phénotype spécifique qui les rendent résistantes aux traitements et leur procure la possibilité d’envahir les tissus environnants, la circulation sanguine périphérique et diffuser dans l’organisme. Le traitement des tumeurs primaires par voie chirurgicale est la plupart du temps efficace, par contrer cibler les cellules tumorales disséminées dans les organes distants restent extrêmement complexe. En conséquence, ~90 % de la mortalité liée au Cancer est due aux développements tumoraux sur des sites secondaires: les métastases. Le changement de phénotype de la cellule nécessaire à la progression métastatique s’accompagne également d’une réduction significative de sa rigidité qui lui permet de s’insérer dans les tissus environnants. De ce fait, la caractérisation des propriétés biomécaniques peut s’avérer être une approche originale pour détecter les cellules cancéreuses dans le réseau sanguin (les cellules tumorales circulantes).

Overview of the on-chip measurement system for cellular mechanical characteristics

De manière récurrente, les différentes techniques s’exposent à un compromis entre le débit de caractérisation (nombre de cellules traitées en un temps donné) et son contenu (nombre et précision des paramètres mesurés). Certaines techniques telle que la microscopie à force atomique (AFM) permettent des mesures très précises mais souffre d’un débit de caractérisation extrêmement faible, les méthodes basées sur la micro fluidique s’apparentant à la cytométrie de déformabilité en flux permettent des débits de mesures intéressants mais souffre d’un déficit de contenu ne permettant pas d’identifier précisément les différents phénotypes cellulaires.

Les cellules circulantes ont des tailles microniques (10-30 microns de diamètre), les mi­crotechnologies présentent donc de multiples avantages dimensionnels pour les manipuler, les stimuler et les caractériser de manière individuelle. De ce fait, les MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) s’avèrent des dispositifs tout à fait adaptés pour mesurer les différents paramètres biophysiques, propriétés mécaniques et électriques de cellule uniques. Cependant les dispositifs MEMS sont inopérants dans un environnement liquide conducteur pour y réaliser les caractérisations électriques et mécaniques. Afin de s’affranchir de cette limitation, cette étude propose de séparer la partie qui manipule la cellule dans son environnement biologique et les actionneurs et capteurs du MEMS réalisant les mesures électriques et mécaniques. De plus, pour augmenter le débit de caractérisation et permettre une bonne opérabilité, le dispositifs MEMS intègre directement le canal microfluidique dans lequel les cellules vont circuler.