Physique de systèmes vivants et biomimétiques (PSVB)

Nous abordons la physique du vivant en nous servant des concepts et des méthodes expérimentales issues de la matière molle et en concevant des systèmes modèles qui reproduisent la complexité des tissus et des cellules.

Prototissus biomimétiques

Pour étudier l’écoulement des tissus biologiques, nous concevons comme systèmes modèles, des prototissus artificiels par l’assemblage contrôlé de vésicules géantes. Notre approche biomimétique offre la possibilité de moduler les propriétés mécaniques des vésicules ainsi que leur adhésion. Le comportement rhéologique des prototissus est étudié en microfluidique dans le but de comprendre la relation entre adhésion cellulaire et écoulement tissulaire.

Figure: A. Dispositif microfluidique conçu pour assembler des vésicules géantes et élaborer des prototissus. B. Expérience d’aspiration pour la caractérisation rhéologique des prototissus (la barre correspond à 100 µm).

Fonction muco-ciliaire de l’épithélium bronchique

Nous mesurons les propriétés du mucus bronchique directement sur culture ou bien prélevé, en combinant rhéométrie standard et microrhéologie. Parallèlement, nous quantifions la coordination de battement des cils et le flux du mucus sur ces mêmes tissus depuis l’échelle du cil jusqu’à celle du tissu. Nous utilisons également des modèles numériques simples, de cils couplés par le fluide.

A) Illustration de la structure du gel de mucus, suggérée par nos mesures. B) Orientation de battement moyennée par cellule, avec en échelle de couleur l’écart-type de l’angle. Barre d’échelle 100 microns.

Micro-physiologie

Les très petits animaux constituent une part considérable de la biodiversité animale dont la physiologie est très mal connue. La nano-indentation permet d’observer l’activité mécanique du cœur et les variations périodiques de pression sanguine chez des embryons de poisson.