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Doctorant au LabSTICC, Danish Shamoon décrypte la réponse mécanique de modèles simples de cellules et tissus biologiques soumises à un champ électrique. Des recherches fondamentales à fort potentiel de transfert dans le domaine médical…

Une cellule sous pression

Lorsqu’une cellule est soumise à une force électromagnétique, une pression mécanique, impactant directement le comportement cellulaire, va s’exercer à sa surface. Sous cette contrainte, la cellule va être amenée à migrer, réorganiser son cytosquelette, voire à modifier sa machinerie interne dont l’expression de certains de ses gènes : on parle de mécano-biologie. Cette approche fondamentale, qui étudie les liens entre les forces électro-mécaniques et la réponse cellulaire, est très innovante. Bien que les applications médicales de ce phénomène soient immenses (oncologie, lutte contre les maladies neurodégénératives, mucoviscidose…), il reste encore peu connu.

À la recherche du signal électrique idéal

Dans le cadre de sa thèse1, Danish Shamoon étudie l’influence de la distance et de la durée du signal électrique sur la réponse mécanique de cellules et tissus modèles. Ses travaux, dont les derniers résultats sont parus et font la couverture de la revue Journal of Applied Physics le 25 juin dernier, portent plus particulièrement sur les paramètres optimaux pour aboutir à une ouverture réversible de la membrane de la cellule.

Afin de déterminer avec précision ces paramètres, ce doctorant étudie la réponse de chaque type de cellule (musculaires, épithéliales etc.), mais également se propose d’analyser comment cette réponse se propage sur le micro-environnement local. En effet, la déformation membranaire est particulièrement affectée par l’environnement dans lequel la cellule évolue. Il est donc primordial de comprendre le rôle des contraintes mécaniques entre cellules ou avec le milieu extra-cellulaire qui les entoure.

Ouvrir la membrane pour réparer la machinerie cellulaire

En décryptant les liens entre la force électromécanique et l’ouverture membranaire des cellules, ces travaux ont pour ambition de proposer un cadre conceptuel pour imaginer de nombreuses applications dans le domaine biomédical. On pense plus particulièrement à l’électroporation pour la thérapie génique qui consiste à introduire du matériel génétique dans des cellules pour soigner une maladie…

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1 - Thèse co-encadrée par Sophie Lasquellec et Christian Brosseau, enseignants-chercheurs au Lab-STICC