Mécanobiologie from cells to tissues

Description

Ce cours offre une nouvelle manière d’appréhender la biologie de la cellule et des tissus à travers les lois physiques de leur microenvironnement. Cette nouvelle discipline, dénommée Mécanobiologie, nous permettra d’étudier les mécanismes par lesquels une force, une viscosité, une pression, un confinement ou une topographie régulent de nombreux processus cellulaires tels que l’adhésion, la migration, la déformation, la prolifération et la différenciation cellulaire ainsi que la formation des tissus biologiques. La mécanobiologie ouvre ainsi de nouveaux champs d’investigation très prometteurs dans des domaines aussi divers que la Biologie du développement, la Cancérologie, ou la Médecine Régénératrice. Ce cours propose ainsi un tremplin dans le cursus des étudiants qui approfondiront ce dernier domaine de recherche tout au long du parcours Biomatériaux pour la Santé. Cet enseignement se fera essentiellement par des cours magistraux.
 

Compétences visées

A l’issue de ce cours l’étudiant est capable de comprendre :

• les propriétés physiques de l’environnement cellulaire et tissulaire
• l’influence des contraintes physiques de l’environnement sur les cellules et les tissus
• la réponse cellulaire et la mécanotransduction
• l’importance de ces mécanismes dans la biologie du développement, la cancérologie, et plus particulièrement dans le développement de nouveaux matériaux ou de nouvelles stratégies en médecine régénératrice.

Modalités d'organisation et de suivi

Méthodes pédagogiques :
Présentation magistrale des concepts et modèles, illustrés par de nombreux exemples. Les supports de cours et les publications afférentes seront mis en ligne sur la plateforme pédagogique Moodle.
Les éléments du module pourront être enseignés en français ou en anglais.
Les supports de cours pourront être en français ou en anglais.
Les modalités d’examen se feront par des questions rédactionnelles ou QCM portant sur les différents sujets traités par les intervenants.
Travail personnel recommandé (éventuellement):
Il est très fortement recommandé de lire régulièrement les articles complémentaires au cours mis en ligne sur Moodle.

 

Bibliographie

Materials to control and measure cell function K. Anselme, A. Ponche, L. Ploux in Comprehensive Biomaterials (ed. P. Ducheyne, D. Hutmacher, K. Healy, J. Kirkpatrick), Elsevier (August 2011), Volume 3, Chapter 3-314, 235-256
Micro-structured surfaces cause severe but non-detrimental deformation of the cell nucleus Davidson P, Özçelik H, Hasirci V, Reiter G, Anselme K. Adv Mater 2009;21(35):3586-90.
The control of human mesenchymal cell differentiation using nanoscale symetry and disorder. Dalby MJ, Gadegaard N, Tare RS, Andar A, Riehle MO, Herzyk P, et al. Nat Mater 2007;6(12):997-1003.
Cell shape, cytoskeletal tension, and RhoA regulate stem cell lineage commitment. McBeath R, Pirone DM, Nelson CM, Bhadriraju K, Chen CS. Developmental Cell 2004 Apr;6(4):483-95.
Mechanical Force-Triggered Drug Delivery, Y. Zhang, J. Yu, H. N. Bomba, Y. Zhu and Z Gu, Chem. Rev., 2016, 116 (19), pp 12536–12563
Soft-Mechanochemistry: Mechanochemistry Inspired by Nature, P. Lavalle, F. Boulmedais, P. Schaaf, L. Jierry, Langmuir, 2016, 32 (29), pp 7265–7276
 

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