Etude des propriétés mécaniques de sphéroïdes multicellulaires tumoraux à l'aide d'ondes acoustiques

Overview & Synopsis

Les propriétés mécaniques d'un tissu biologique ou d'une cellule sont très souvent liés à leur phénotype. Et certaines pathologies entrainent ou découlent directement d'une évolution des propriétés mécaniques des cellules ou des tissus. C'est notamment le cas du cancer dont le développement entraine une augmentation de la rigidité des tissus tout en étant provoquant une baisse de celle des cellules affectées. Afin de mieux comprendre ces changements et leur lien potentiel avec l'évolution de la maladie, les physiciens mesurent par divers moyens les propriétés mécaniques de différents systèmes modèles fabriqués à partir de cellules cancéreuses. C'est dans ce cadre que s'inscrit ce travail de thèse. Le choix de système de modèle s'est porté sur les sphéroïdes multicellulaires tumoraux. Ces agrégats de cellules cancéreuses peuvent être cultivés in vitro et se prêtent assez bien à la mise en place sur des montages de mesures physiques tout en conservant par le biais de leurs structure un certain nombre de propriétés observées chez les tumeurs notamment sur le plan mécanique. Les ondes acoustiques sont l'outil de caractérisation mécanique utilisé dans cette étude. Elles permettent de remonter directement aux modules mécaniques du tissu de manière non-invasive et en évitant tout problème de phototoxicité. Pour cette étude un montage ultrason laser a été conçu et mis en place. Une source laser pulsée a été utilisée pour générer des impulsions acoustiques dont la bande passante est de l'ordre de la 100 de MHz. Pour détecter le signal acoustique après propagation dans le sphéroïde un interféromètre a été utilisé. Ces mesures ultrasons laser ont permis d'extraire les paramètres mécaniques de sphéroïdes multicellulaires tumoraux fabriqués à partir de cellules de cancer colorectal. Ainsi la vitesse du son et l'atténuation acoustique de ces sphéroïdes à des fréquences de l'ordre du MHz ont pu être extraites et comparés aux résultats présents dans la littérature afin de discuter les hypothèses de modélisation de ces objets