Prédire le tenseur de réarrangements cellulaires dans les écoulements tissulaires – CRAC-TENSOR-FLOWS

Les déformations tissulaires lors du développement embryonnaire ou de la progression tumorale sont régies par les propriétés rhéologiques du tissu, les réarrangements cellulaires relaxant les déformations cellulaires. Les méthodes actuelles de caractérisation de ces propriétés reposent sur des techniques invasives telles que l'ablation laser ou l'injection de billes déformables. Cependant, les tissus peuvent exercer des forces sur eux-mêmes, ce qui ouvre la possibilité d'une inférence rhéologique non invasive, basée sur des séquences d'images du tissu. Dans ce but, nous proposons d'estimer la relation entre les champs tensoriels mésoscopiques des formes cellulaires et de réarrangements dans une large gamme d’écoulements tissulaires Nous connecterons cette relation entre tenseurs mésoscopiques aux processus microscopiques régulant les jonctions cellulaires.
Notre projet a trois objectifs:
(1) cartographier les réarrangements cellulaires dans une base de données exhaustive grâce à des techniques de marquage fluorescent et de suivi, à travers des expériences en 2D et 3D sur des tissus cancéreux et embryonnaires de vertébrés. Nous examinerons les relations entre les tenseurs cinématiques et leurs fluctuations dans le temps, en étudiant des phénomènes tels que la rhéofluidification et les avalanches de réarrangements.
(2) zoomer à l’échelle du réarrangement individuel et analyser la tension aux jonctions et la dynamique des adhésions à l'aide de techniques telles que la FRAP, les capteurs FRET et l'inférence de force. Nous chercherons à comprendre ce qui détermine la stabilité des jonctions à 4-vertex à l’aide de simulations numériques.
(3) développer de nouvelles méthodes de quantification pour les tissus mésenchymateux et 3D. Nous utiliserons les outils de l'IA générative pour produire des simulations réalistes, destinées à entrainer des modèles d'apprentissage profond de détection des réarrangements cellulaires.