Influence of the substrate rheology on cell crawling

Influence de la rhéologie du substrat sur le rampement cellulaire Les cellules biologiques ont la capacité de se déplacer sur des substrats en organisant activement leur squelette et en génerant des forces de traction pour se propulser. Ce mouvement de rampementpeut être largement affecté par la nature du substrat. Une partie de cette interaction est due à l'affinité chimique entre les protéines assurant l'adhésion de la cellule et les protéines de revêtement du substrat, ce qui conduit à une certaine loi de friction entre la cellule et son substrat. Cependant, la déformation mécanique du substrat joue également un rôle important.Dans cette thèse, nous étudions trois situations prototypiques où la loi de friction prend sa forme linéaire la plus simple. Tout d'abord, nous considérons le cas d'une cellule se déplaçant sur un substrat élastique et nous montrons que même dans le contexte d'une friction linéaire, la vitesse globale de la cellule dépend de la rigidité du substrat de manière non linéaire et biphasique. Ensuite, nous considérons une cellule se déplaçant sur un substrat visqueux et caractérisons la renormalisation de la friction linéaire effective par la viscosité du substrat. Enfin, nous montrons que la limite d'un coefficient de friction nul conduit à un mouvement cellulaire générique qui est indépendant de la rhéologie du substrat et possède une structure variationnelle. La dynamique de la cellule dans ce contexte peut donc être vue comme la minimisation d'un certain quasi-potentiel. Avec un tel outil, nous caractérisons la métastabilité du rampement cellulaire indépendante du substrat et montrons que les cellules peuvent alterner leur marche en présence d'un petit bruit biologique.