Cours de Mécanique cellulaire

Cours de Mécanique cellulaire
Tronc commun du Master Biophysique Moléculaire et Cellulaire
UE UMBSR310
Gladys Massiera
Laboratoire des Colloïdes Verres et Nanomatériaux
(LCVN- UMR5587)
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Intérêt de la mécanique cellulaire
Exemples de forces subies ou exercées par les cellules:
- surfaces souples ridées par des cellules
- mobilité des macrophages
- comportement sous flux d'un leukocyte
Brefs rappels sur la structure du cytosquelette
- les trois réseaux de biopolymères
- les protéines réticulantes
- les moteurs moléculaires
Quelques définitions de mécanique
- Définitions: contraintes, déformations, modules élastiques, viscosité
- Types de sollicitation: cisaillement, élongation...
Méthodes de mesure des propriétés mécaniques de la cellule
- Mesure à l'échelle cellulaire (étirement entre deux plaques, micropipettes)
- Mesure à partir d'une sonde locale extra-cellulaire (AFM, pincettes
optiques et magnétiques)
- Mesure à partir d'une sonde locale intra-cellulaire (sondes magnétiques,
microrhéologie à deux points)
- Microscopie de force de traction (Mesure des forces exercées par les
cellules sur une surface)
- Microfluidique (Comportement sous écoulement et/ou confinement)
Modèles de la mécanique cellulaire (Résultats et Interprétations)
- Modèle sol-gel
- Modèle de tenségrité
- Modèle du milieu vitreux mou
- autres modèles...
Lien avec l'adhésion
Cours de Mécanique cellulaire
Plan du cours

1. Intérêt de la mécanique cellulaire
La cellule est un objet très dynamique. Les contraintes et les déformations
mécaniques qui résultent de cette dynamique (polymérisation des filaments d'actine, des
microtubules, phénomènes de catastrophes, dynamique des moteurs moléculaires...)
jouent un rôle central dans de nombreux processus biologiques:
- contraction cellulaire
- étalement
- migration
- 'wound healing'
- division
- adhésion (transduction mécanique)
- passage au travers une constriction
- résistance au flux hydrodynamique dans les capillaires sanguins
- ...
L'environement mécanique agit également sur la régulation de l'expression de certaines
protéines et gènes, et sur la différentiation.

1. Intérêt de la mécanique cellulaire
Rappel: Principe de l'action et de la réaction
Pour se déplacer, la cellule exerce donc des forces. La réaction du support
lui permet d'avancer.
A. Motilité des cellules

Harris, A. K., Science, 208, p.177 (1980)
Cellules (chick heart fibroblasts)
sur des substrats de silicone
(couche mince et déformable)
1. Intérêt de la mécanique cellulaire
B. Forces exercées par la cellule: mise en évidence