Descriptif

Ces vingt dernières années plusieurs techniques ont été développées pour sonder les propriétés mécaniques de la matière biologique aux échelles allant du nanomètre au micromètre. Ces techniques ont dévoilé l’importance cruciale d’aspects mécaniques dans la régulation de nombreux processus biologiques (migration et division cellulaires, différenciation, etc.) ou pathologique (cancer, athérosclérose, etc). Les échelles spatiales impliquées, du nanomètre au micromètre, limitent l’accès expérimental à un nombre limité de grandeurs mécaniques. Ce cours fournit les bases pour comprendre quelles sont ces grandeurs mesurables, et selon quel principe (par exemple déflexion d’un cantilever, force photonique, magnétique, étirement d’un substrat mou). Les problématiques liées aux deux « mondes » nanométriques (échelle 1-10 nm) et micrométriques (1-10µm) sont abordées : molécules uniques soumises aux fluctuations thermiques (exemple de la rupture d’un lien adhésif ligand-récepteur), ou mesure des propriétés viscoélastiques cellulaires par micro-indentation faisant appel à des bases de mécanique du contact. Le cours a aussi pour objectif de sensibiliser les élèves au contexte de la recherche fondamentale et appliquée à l’interface entre mécanique et biologie.

Thèmes traités :

- architecture cellulaire, molécules, mécanique et organites (membrane, cytosquelette, noyau, etc.),

- rhéologie cellulaire,

- mécanique du contact et micro-indentation (modèle de Hertz, Sneddon),

- lois de comportement : élasticité,  viscoélasticité cellulaires, relaxation/fluage en loi de puissance,

- techniques Expérimentales  (liste non exhaustive) : pinces optiques, pinces magnétiques, microscopie à force atomique, micropipettes, ‘traction force microscopy’, spectroscopie de force.

Déroulement du cours.

Pendant le cours un nombre significatif (5-7) d’intervenant.e.s viendront présenter leur travail de recherche touchant à des notions de mécanique cellulaire. Le cours sera également composé de cours magistraux et de problèmes associés résolus pendant les heures de cours. Une à deux séances de démonstration expérimentale seront réalisées au laboratoire (microindentation cellulaire, viscoélasticité de globules blancs). Les élèves seront amenés à présenter des articles scientifiques en binôme. Au début de chaque séance, un questionnaire à choix multiple est donné basé sur une lecture obligatoire donnée d’une semaine à l’autre.

Evaluation :

• questionnaire à choix multiple hebdomadaire (30%),
• présentation d’articles scientifiques (30%),
• examen final (questionnaire à choix multiple + questions ouvertes, 30%),
• participation pendant les cours (10%).

Numerus clausus : 20

Langue du cours : Français ou Anglais selon la présence de non francophones / French or English depending on the presence of non French speakers in the audience

Credits ECTS : 4

Mise à jour : 14 avril 2020