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Modélisation de la migration de cellules tumorales : évolution in vitro de sphéroïdes de cellules issues de glioblastomes
Aubert M.
Thèses. Université Paris-Diderot - Paris VII (23/06/2008), Basile Grammaticos (Dir.)
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Modélisation de la migration de cellules tumorales : évolution in vitro de sphéroïdes de cellules issues de glioblastomes
Marine Aubert ()1
1 :  IMNC - Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie
CNRS : UMR8165 – IN2P3 – Université Paris XI - Paris Sud – Université Paris VII - Paris Diderot
BATIMENT 104 15 Rue Georges Clémenceau 91406 ORSAY CEDEX
France
Modelling the migration of tumour cells: in vitro growth of spheroids of glioblastoma cells
Thèses
23/06/2008
Le glioblastome est une tumeur cérébrale maligne particulièrement agressive et le pronostic vital des patients atteints par cette tumeur est très mauvais. La médiane de survie est de l'ordre de 12 mois même lorsqu'une stratégie thérapeutique a pu être mise en place. Un des facteurs qui pourrait expliquer la dificulté à traiter ces tumeurs par voie chirurgicale est l'invasion des cellules tumorales dans le tissu sain environnant. De plus, les mécanismes à l'origine de ce phénomène sont, en partie, méconnus. L'objectif que nous nous étions fixé pour mon travail de thèse était de s'intéresser à ces mécanismes d'invasion en étudiant la migration in vitro de cellules tumorales issues de glioblastomes. Pour cela, nous avons créé un modèle de migration microscopique, basé sur un automate cellulaire, reproduisant la migration de cellules tumorales sur deux substrats différents : substrat de collagène et monocouche d'astrocytes. Les cellules migrent selon des règles prédéfinies et dépendant des interactions (de contact ou à plus longue portée) introduites. La confrontation des simulations avec les expériences a permis de valider le modèle et de mettre en évidence deux phénomènes : une communication par contact entre cellules tumorales et entre cellules tumorales et astrocytes (cette dernière favoriserait l'invasion des cellules tumorales) et la sécrétion à partir de la masse tumorale d'une substance chimio-répulsive favorisant sur la migration des cellules. Afin de décrire l'évolution d'une masse tumorale plus réaliste, nous avons construit et validé un modèle macroscopique (équation de diffusion non linéaire) à partir de l'automate, en tenant compte des interactions entre cellules tumorales.
Glioblastomas are a particularly aggressive form of tumour and the outcome for patients with this tumour is extremely poor. The median survival time of a patient is roughly equal to 12 months even if a treatment has been implemented. One factor that makes gliomas so dificult to treat is their high invasiveness, enabling tumour cells to migrate from the main tumour mass into the surrounding healthy tissue. Moreover not much is known about the mechanisms underlying this phenomenon. The aim we set for my thesis work was to interest ourselves in these invasion mechanisms by studying in vitro migration of glioblastoma cells. To this end we created a microscopic model, based on a cellular automaton, for the description of the glioblastoma cell migration on two kinds of substrates : collagen and monolayer of astrocytes. Cells migrate according to predefined rules, depending on the interactions (contact or long-range) assumed. The comparison between simulations and experiments allows us to validate the model and to stress two phenomena : communication between tumour cells and between tumour cells and astrocytes (this communication could favour the invasion of tumour cells) and secretion of a chemorepellent factor, from the main tumour bulk, acting on cell migration. To describe the evolution of a more realistic tumour mass, we constructed and validated, starting from the automaton, a macroscopic model (nonlinear diffusion equation), by taking in account the interactions between them.
Physique

Université Paris-Diderot - Paris VII
Constituants élémentaires et systèmes complexes
Interface Physique Biologie
Français

Basile Grammaticos
grammaticos@univ-paris-diderot.fr
Jean CLAIRAMBAULT (Rapporteur)
Emmanuel MANDONNET (Examinateur)
Angélique STEPHANOU (Examinateur)
Luc VALENTIN (Président du jury)
Jean-Marc VICTOR (Rapporteur)

Modélisation pour la biologie – automate cellulaire – limite hydrodynamique – cancer – gliome – migration de cellules – interactions entre cellules tumorales et entre cellules tumorales et substrat – jonctions communicantes – connexines – chimio-répulsif
modelling in biology, cellular automaton, hydrodynamic limit, cancer, glioma, cell migration, interactions between tumour cells and between tumour cells and substrate, gap junctions, connexins, chemorepellent
23/06/2008
Université Paris-Diderot - Paris VII
Constituants élémentaires et systèmes complexes
Interface Physique Biologie
Basile Grammaticos
Jean CLAIRAMBAULT (Rapporteur)
Emmanuel MANDONNET (Examinateur)
Angélique STEPHANOU (Examinateur)
Luc VALENTIN (Président du jury)
Jean-Marc VICTOR (Rapporteur)
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