Des chercheurs de Chimie ParisTech – PSL, en collaboration avec l’Institut Curie et plusieurs laboratoires parisiens, ont mis au point une technologie innovante permettant de quantifier les forces de traction exercées par les cellules à l’échelle de fibres individuelles dans un environnement tridimensionnel. Cette avancée, publiée dans PNAS, ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la migration cellulaire et des mécanismes impliqués dans le cancer ou l’immunité.

Une technologie innovante pour mesurer les forces cellulaires en 3D. Les cellules interagissent constamment avec leur environnement, notamment avec les fibres de la matrice extracellulaire. Ces interactions mécaniques jouent un rôle crucial dans des processus biologiques tels que la migration, la différenciation ou la réponse immunitaire. Jusqu’à présent, les méthodes de mesure des forces cellulaires en 3D manquaient de résolution ou de contrôle sur les propriétés locales du substrat.

Des interactions mécaniques clés pour comprendre la migration et la réponse cellulaire. Dans cette étude, les chercheurs ont développé une méthode basée sur des réseaux de fibres photopolymérisées déformables, fabriqués par polymérisation à deux photons, permettant de moduler précisément la géométrie et la rigidité des fibres. Grâce à une combinaison d’imagerie volumique rapide (microscopie à feuille de lumière) et de modélisation par éléments finis, ils ont pu mesurer les forces exercées par différentes cellules (endothéliales, fibroblastes, macrophages, cellules dendritiques) sur des fibres individuelles.

« Cette technologie permet d’observer des tractions faibles et transitoires, notamment celles des cellules amiboïdes, avec une résolution et une sensibilité inédites », explique Vincent Semetey, co-auteur de l’étude et chercheur à Chimie ParisTech – PSL.

Applications prometteuses dans l’étude du cancer et de l’immunité. L’approche offre un outil puissant pour explorer les comportements cellulaires aux interfaces de densité de la matrice extracellulaire, zones critiques dans de nombreux contextes physiopathologiques, comme les frontières tumorales.

Référence: Ucla P. et al., Quantifying cell traction forces at the single-fiber scale in 3D: An approach based on deformable photopolymerized fiber arrays, PNAS, 2025.
En savoir plus : https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2507677122