Instabilité elasto-capillaire des mitochondries. Avec Julien Husson (École Polytechnique), nous avons travaillé sur plusieurs questions en mécanique cellulaire. Julien a développé une nouvelle technique de micro-indentation qui permet d’appliquer des forces de l’ordre du nanonewton à des cellules adhérentes. Il a appliqué cette technique pour induire la fission mitochondriale dans des cellules endothéliales, suite à la rupture de leur membrane cellulaire due à la force appliquée. Nous avons proposé que la fission mitochondriale peut être décrite comme une instabilité elasto-capillaire, qui ressemble à l’instabilité de Plateau-Rayleigh observée dans les jets liquides. Un analyse de stabilité permet de décrire la longueur d’onde de fission observée expérimentalement, ainsi que l’existence d’une longueur critique des mitochondries au dessus de laquelle la fission a lieu.

Dynamique d’internalisation des nanoparticules. Avec Abdul Barakat et son équipe à l’École Polytechnique, j’ai travaillé sur la modélisation de stratégies biomédicales à base de nanoparticules et de stents pour traiter l’athérosclérose. Nous avons développé un modèle pour comprendre l’effet des caractéristiques des nanoparticules, des propriétés mécaniques des cellules et des conditions d’écoulement artériel sur l’efficacité d’internalisation.

Démouillage cellulaire. Avec l’équipe d’Emmanuel Lemichez à l’Université de Nice et en collaboration avec Caroline Stefani, Madhavi Maddugoda, Patricia Bassereau et Françoise Brochard-Wyart, parmi d’autres, nous avons identifié et décrit le phénomène du démouillage cellulaire. Quand les cellules endothéliales sont affectées par certaines toxines bactériennes, leur cytosquelette perd son intégrité, ce qui induit la formation de tunnels transcellulaires. Ces tunnels permettent aux bactéries de traverser la paroi endothéliale et d’infecter d’autres tissus. L’ouverture de ces tunnels transcellulaires ressemble au démouillage des liquides visqueux d’une surface non mouillante, observé par exemple si l’on dépose une très fine couche d’huile sur une poêle en teflon. A partir de cette analogie, nous avons développé un modèle dynamique et d’équilibre du démouillage ceullaire, qui résulte de l’interaction entre la tension de membrane, la dynamique du cytosquelette et la friction avec le substrat.