Quelques mots sur la formation des vaisseaux sanguins

Je m'intéresse à la formation des vaisseaux sanguins, et plus particulièrement, aux causes mécaniques, ou biomécaniques de leur établissement. La question qui m'intéresse est de savoir comment l'écoulement faconne les "tuyaux", pour leur donner l'aspect qu'on leur connaît. La photo de droite montre un vaisseau, vu de bout en bout. Loin des capillaires, c'est un tuyau, près des capillaires, il se fond dans un réseau en forme de grillage. En réalité, tous les vaisseaux commencent "grillage", et c'est un lent façonnage, élagage de brins, qui transforme des grillages en beaux tuyaux.
Je m'interesse également aux forces dans le tissu entourant les vaisseaux, et à comment les poussées du tissu déplacent et positionnent les vaisseaux ("comme des tuyaux d'arrosage") La photo de droite montre un exemple de mesure de déplacements de vaisseaux au cours du temps, au cours du développement du sac vitellin de l'embryon de poulet. (Le sac vitellin, posé au sommet du jaune d'oeuf, est un organe facile à visualier, donc plus pratique pour faire de la modélisation).
Il faut bien comprendre qu'un ensemble de micro-déplacements s'accumule pour lisser peu à peu, façonner, chaque micron de matière vivante, en sorte qu'il faut, pour comprendre en profondeur le phénomène "intégrer" au sens mathématique tous ces déplacements. La photo de droite schématise l'effet du tissu autour : le tissu pousse, mais les vaisseaux résistent (ils ne sont pas complètement collabés, bien que cela puisse arriver). Ce lissage transforme peu à peu des vaisseaux très branchus en vaisseaux plus réguliers.
J'ai montré comment avec des modèles simples du type "formation de rivières" on peut expliquer la transformation des petits vaisseaux en vaisseaux plus gros, aussi bien à deux dimensions, qu'à trois dimensions (vaisseaux entrelacés). Ces idées s'extrapolent au cas du coeur (considéré en quelque sorte comme un vaisseau particulièrement gros -quatre vaisseaux en fait). Ces modèles introduisent le frottement visqueux à l'intérieur des tuyaux comme agent de l'auto-organisation de l'arborisation. Cependant, ces modèles, séduisants sur le plan de la phylogénie et de l'ontologie (sur le plan de l'évolution, comme du développement, pour dire les choses simplement), donnent des vaisseaux pas très "réalistes".
En fait, comme dit plus haut, quand croissent les vaisseaux sanguins, le tissu autour croît aussi. Dans le cadre de la thèse de Thi-Hanh Nguyen, nous avons introduit également dans la modélisation, l'effet du tissu qui pousse autour. Nous avons utilisé une méthode de Monte-Carlo pour modéliser l''auto-organisation de tous les vaisseaux, dans un organe comme le sac vitellin. C'est à ma connaissance le seul modèle qui donne des vaisseaux réalistes. Ce qui manque à tous les autres, c'est l'effet cumulé des petites forces visco-élastiques.
La morphogenèse des vaisseaux est donc la somme de deux phénomènes physiques (au moins, et beaucoup d'autres chimiques) : l'écoulement interne, et l'écoulement externe. On peut donc concevoir des expériences qui, soit modifient les écoulements dans les tuyaux (occlusions de vaisseaux, par exemple), soit modifient l'écoulement du tissu autour des vaisseaux. La photo de droite montre une expérience d'occlusion de l'artère vitelline droite (et la simulation numérique correspondante).
La photo de droite montre une série d'expériences de collision faites avec du papier filtre collé à la surface du jaune d'oeuf, démontrant que la croissance d'un tissu vivant, et sa vasculature dedans, est une sorte d'écoulement d'une pâte. En bas à droite un cas intéressant qui est celui de 2 jumeaux partageant le même sac vitellin.
Suite de l'exposé vaisseaux sanguins La régression capillaire Retour à la page de présentation-Back to front page
La citation de la page : "If God did not intend for us to eat animals, why did he made them ou of meat?", Sarah Palin.