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Mesurer contraintes et rhéologie dans l'embryon

Les tissus embryonnaires se façonnent sous des forces qu'aucun instrument extérieur n'atteint. L'alternative consiste à placer une sonde déformable dans le tissu et à lire sa forme : une goutte liquide est la plus simple, rendue sphérique par sa propre tension et déformée par les contraintes du tissu qui l'entoure.

Des gouttes qui se fonctionnalisent seules

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Nous avons conçu des gouttes d'huile qui se recouvrent elles-mêmes une fois injectées. Chaque goutte contient une émulsion inverse dont les gouttelettes internes, à mesure que l'émulsion se déstabilise, fusionnent avec la surface et y déposent des molécules d'accroche, ou libèrent localement leur contenu. Le choix des tensioactifs rend les gouttes assez molles pour se déformer sous les contraintes du tissu, sans perdre cette auto-fonctionnalisation. Étalonnées dans des gels de rigidité connue, elles ont été testées dans des organoïdes cérébraux humains et dans l'embryon de poisson-zèbre.

Une goutte passive a une limite : elle ne sait pas mesurer la rigidité du tissu qui l'entoure.

Schéma de l'auto-fonctionnalisation : les gouttelettes d'eau internes fusionnent avec l'interface d'huile et y laissent des molécules d'accroche ; une goutte dans un embryon de poisson-zèbre près de la rétine, du cristallin et de la placode olfactive ; et un graphe de sa contrainte locale au cours du temps
Auto-fonctionnalisation des gouttes, et une goutte dans un embryon de poisson-zèbre. D'après Vasiljevic, Harmand et al., EPJ E 2026 (CC BY 4.0).

Gouttes de ferrofluide : du senseur au rhéomètre

En cours, non publié

Un champ magnétique peut en plus tirer sur une goutte de ferrofluide, ce qui transforme le senseur en rhéomètre. La méthode existe mais s'est peu diffusée, car elle demande un équipement dédié. Avec des collègues du Laboratoire Jean Perrin et de l'équipe de Marie-Anne Breau, je construis une version que tout laboratoire peut monter : un module amovible d'aimants permanents motorisés qui se pose sur un microscope standard, et des gouttes faites d'un ferrofluide commercial.

Une même goutte lit alors la contrainte résiduelle, la rigidité, les temps de relaxation et la plasticité du tissu environnant. Dans l'embryon de poisson-zèbre, les premiers enregistrements distinguent déjà les tissus, et la frontière entre deux d'entre eux ne se comporte comme aucun des deux : une piste que reprend mon projet de recherche.

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