Physique des systèmes vivants et Chimie-Biologie

Emmanuelle Manck
02/11/2021
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Les chercheurs de l’Institut Curie multiplient les approches pluridisciplinaires alliant physique, chimie et biologie pour mieux appréhender la complexité du vivant.
image equipe Bassereau

Physique des systèmes vivants

La physique des systèmes vivants applique les concepts et outils de la physique pour mieux comprendre les systèmes biologiques complexes tels qu’une cellule, un tissu ou une tumeur. D’un point de vue physique, les cellules cancéreuses présentent des propriétés remarquables : souvent plus rigides que les cellules saines, elles peuvent repousser les cellules voisines, se détacher de la tumeur et migrer vers de nouveaux sites.

Les équipes du Centre de Recherche de l’Institut Curie combinent approches théoriques et expérimentales de pointe  : modélisation mathématique, micro-fabrication, microscopie super-résolue et divers dispositifs innovants permettant de manipuler et observer quantitativement les processus cellulaires à différentes échelles. Certaines étudient l’assemblage des membranes cellulaires, d’autres se consacrent à la mécanobiologie ou à l’optogénétique, qui permet de contrôler les cellules avec de la lumière. D’autres encore travaillent à décrire théoriquement les propriétés de cette matière active que sont les systèmes vivants. Enfin, de nouveaux instruments sont développés, telles ces tumeurs « sur puce », modèles miniatures in vitro permettant d’analyser finement les dynamiques cellulaires et le microenvironnement tumoral.  

L’interface entre la physique et la biologie est riche en découvertes scientifiques. La promesse d’une description quantitative et interdisciplinaire des mécanismes biologiques fondamentaux permet d’aborder sous un angle nouveau les états physiologiques et pathologiques des systèmes vivants, en particulier le cancer

 Pascal Hersen, directeur de l’unité Physico-chimie Curie (UMR168) et chef de l’équipe de recherche Contrôle dynamique de la signalisation et de l’expression génétique.

 

Chimie - Biologie

Dans le domaine du cancer, la chimie-biologie étudie les processus moléculaires en cause dans le développement tumoral. Au Centre de Recherche de l’Institut Curie, la plasticité cellulaire est un enjeu majeur de cette discipline. En effet, la cellule cancéreuse peut se réorganiser pour évoluer en fonction des stress et contraintes qu’elle subit de son environnement, y compris pour résister aux traitements. Cette plasticité est source de progression métastatique et de récidives. Non prise en compte dans les chimiothérapies classiques, la plasticité cellulaire peut aussi freiner l’action des thérapies ciblées quand les cellules cancéreuses parviennent à activer une voie « bis » de signalisation ou à changer d’état pour s’adapter.

Des équipes du Centre de recherche se consacrent donc à la mise au point de molécules capables de bloquer la plasticité des cellules malignes, en particulier celles pouvant former des métastases, afin qu’elles puissent être utilisées en même temps que les thérapies bloquant la prolifération cellulaire. Pour cela, la recherche fondamentale en chimie-biologie reste essentielle. Récemment, une nouvelle voie d’absorption du fer impliquée dans l’apparition de métastases et de récidives a été identifiée.

Dérivée d’une molécule connue pour ses propriétés anticancéreuses, mais plus puissante et moins toxique, l’ironomycine a d’ores et déjà été testée avec succès en préclinique sur le cancer du sein

Raphaël Rodriguez, chef de l’équipe de recherche Chimie et biologie du cancer.