Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Kelly Aubertin effectuée sous la direction de François Gallet et Claire Wilhelm.

Soutenance le mardi 10 juin 2014 à 14h.

"Impact d’une perturbation mécanique ou photochimique sur le trafic intracellulaire"

Lieu : bâtiment Halle aux farines, salle des thèses 580F.

La soutenance sera suivie d’un pot au 6ème étage du bâtiment Condorcet (bâtiment A).

RESUME :

Le trafic intracellulaire est un phénomène naturel essentiel au bon fonctionnement de la cellule. Il permet le transport des molécules biologiques vers leur destination, le renouvellement des membranes des différents compartiments, et il participe à la communication entre le milieu intracellulaire et le milieu extracellulaire. A l’intérieur des cellules, le cytoplasme est un milieu viscoélastique, dans lequel les phénomènes de diffusion libre sont lents. Le trafic intracellulaire fait intervenir des moteurs moléculaires, qui sont capables de convertir de l’énergie chimique en énergie mécanique, afin d’offrir au contenu des vésicules un transport efficace le long des filaments du cytosquelette.

Nous proposons deux façons de perturber le trafic intracellulaire afin de mieux comprendre son fonctionnement.

La première perturbation est de type mécanique : des endosomes (vésicules de stockage) sont rendus magnétiques par l’internalisation de nanoparticules magnétiques dans des cellules souches mésenchymateuses (MSC), de façon à pouvoir être manipulés mécaniquement. Nous observons le déplacement spontané d’une chaine d’endosomes magnétiques (2-4 endosomes par chaîne) avant et après un cisaillement effectué grâce à un champ magnétique rotationnel. Nous avons quantifié une légère diminution du trafic intracellulaire après la rotation des chaînes sans observer de modification des propriétés viscoélastiques du cytoplasme.

La deuxième perturbation est d’origine photochimique et consiste à exciter une molécule photosensible, qui a été au préalable internalisée dans des cellules cancéreuses (PC3). L’activation de ces molécules trouve des applications en thérapie anti-cancéreuse. Nous avons observé une forte diminution du trafic intracellulaire après la photo-activation avec en parallèle une faible augmentation de la viscosité. Ceci témoigne d’un impact direct sur les acteurs du trafic intracellulaire. De plus, des observations sur système modèle (microtubules + endosomes) ont montré un accroissement de la fréquence des catastrophes des microtubules suite à la photo-activation. Cette étude à l’échelle de la cellule unique, nous a permis de mettre en évidence un second effet de la photo-thérapie : l’émission rapide et massive de vésicules extracellulaires.