Dissertations / Theses: 'Sphéroïde'

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Su, Sylvie. "Vélocimétrie acoustique modale dans un sphéroïde gazeux en rotation." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02612799.

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Abstract:

Les vents zonaux sont une famille d’écoulement jouant un rôle majeur dans la transmission de la chaleur dans les systèmes géophysiques tels que le noyau de la Terre ou l’atmosphère de Jupiter. Cependant ces systèmes présentent des régimes turbulents dominés par la rotation, ce qui rend l’étude des vents zonaux diÿcile. De ce fait les méchanismes de leur formation et de leur dynamique sont encore mal compris. Les études expérimen-tales permettent une approche complémentaire où toutes les tailles de structures peuvent facilement coexister. Pour des raisons pratiques, la plupart des expériences existantes présentent des régimes di˙érents de ceux des systèmes planétaires.Nous présentons une nouvelle expérience de laboratoire appelée ZoRo pour étudier les vents zonaux. L’originalité de ce nouveau montage est qu’il se rapproche autant que possible des conditions présentes dans les systèmes planétaires. Pour ce faire, nous avons choisi de construire un sphéroïde (sphère aplatie) rempli d’air en rotation rapide.Pour mesurer la vitesse des éoulements nous avons développé une nouvelle technique de mesure qui s’appuie sur les modes acoustiques de la cavité fluide. Cette technique est non-intrusive et particulièrement adaptée à la mesure d’écoulement azimuthaux de grande échelle. Nous avons testé cette méthode sur des cas synthétiques puis des écoulements réels mesurés dans ZoRo. Grâce à la résolution d’un problème inverse, il est possible de remonter au champ de vitesse à partir des fréquences des modes acoustiques.Les vents zonaux sont une famille d’écoulement jouant un rôle majeur dans la transmission de la chaleur dans les systèmes géophysiques tels que le noyau de la Terre ou l’atmosphère de Jupiter. Cependant ces systèmes présentent des régimes turbulents dominés par la rotation, ce qui rend l’étude des vents zonaux diÿcile. De ce fait les méchanismes de leur formation et de leur dynamique sont encore mal compris. Les études expérimen-tales permettent une approche complémentaire où toutes les tailles de structures peuvent facilement coexister. Pour des raisons pratiques, la plupart des expériences existantes présentent des régimes di˙érents de ceux des systèmes planétaires.Nous présentons une nouvelle expérience de laboratoire appelée ZoRo pour étudier les vents zonaux. L’originalité de ce nouveau montage est qu’il se rapproche autant que possible des conditions présentes dans les systèmes planétaires. Pour ce faire, nous avons choisi de construire un sphéroïde (sphère aplatie) rempli d’air en rotation rapide.Pour mesurer la vitesse des éoulements nous avons développé une nouvelle technique de mesure qui s’appuie sur les modes acoustiques de la cavité fluide. Cette technique est non-intrusive et particulièrement adaptée à la mesure d’écoulement azimuthaux de grande échelle. Nous avons testé cette méthode sur des cas synthétiques puis des écoulements réels mesurés dans ZoRo. Grâce à la résolution d’un problème inverse, il est possible de remonter au champ de vitesse à partir des fréquences des modes acoustiques Zonal flows are expected to play a major role in the heat transfer mechanism of geophysical bodies such as the Earth's core of Jupiter's atmosphere.However due to the turbulent regime the systems are in, and the specific force balance, dominated by rotation, it is very hard to accurately model zonal flows. This causes their formation and dynamics to still not be well understood.Experimental studies propose a complementary approach where all scales of structures coexist. However most of the experimental set-up remain far from the relevant regimes found in the natural systems.We present a new laboratory experiment to study zonal flows induced by thermal convection, called ZoRo. The originality of this new apparatus resides in the fast that all balances, forcings and geometry are closest to the geophysical bodies. In order to match those, ZoRo is a rapidly rotating spheroid (flattened sphere) filled with air.In order to experimentally study zonal flows, all physical ingredients are reunited in the apparatus, and we measure the flow field. Since the working fluid is air, so gaseous, it is very challenging to accurately measure its velocity.To tackle to this problem, we developed a new velocimetry technique based on the acoustic resonances of the fluid cavity, the modal acoustic velocimetry (MAV).As the quantity of interest is velocity, we develop theoretical predictions that take into account the other effects that influence the acoustic spectrum (cavity's geometry, fluid's diffusions, container elasticity etc).Once the velocity contribution is isolated, it is possible to retrieve the flow field using acoustic frequencies through an inverse problem. We test this method against both synthetic cases and real experimental flows measured in ZoRo.MAV is a well-technique for measuring global azimuthal flows such as zonal flows. It is very sensitive to variations in the flow structure, down to a few centimetres.We were able to image the internal flow velocity with non-intrusive sensors thanks to MAV.This thesis is a first landmark towards realistic zonal flows laboratory experiments. The velocimetry technique is fully developed, allowing accurate non-intrusive measurements of zonal flows

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Nobili, Clément. "Etude expérimentale de l'instabilité de précession dans un sphéroïde." Thesis, Aix-Marseille, 2019. http://www.theses.fr/2019AIXM0273.

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Abstract:

La nature de l’écoulement dans le noyau externe liquide de la Terre et d’autres planètes telluriques intéresse les géophysiciens depuis des siècles. Il joue un rôle important dans les échanges entre le noyau et le manteau et il est aussi à l’origine du champ magnétique. Le mouvement de précession de la Terre, documenté depuis Hipparque au II ème siècle avant J-C applique des forces susceptibles d’entraîner des écoulements de structures complexes dans le noyau externe. Des mesures expérimentales sont conduites dans le cas modèle d’un sphéroïde en précession. L’écoulement est visualisé à l’aide de particules plates réfléchissantes, permettant une étude pour une large gamme de paramètres. L’écoulement est ensuite déterminé précisément par des mesures PIV. Deux solutions de rotation solide très inclinées conformes à la théorie de Busse (1968) font apparaître deux transitions vers des écoulements turbulents lorsque le nombre d'Ekman diminue. Toutes deux laissent apparaître des instabilités où des modes inertiels sont couplés par résonance triadique. La première instabilité est similaire à celle décrite dans la sphère en précession et appelée Conical Shear Instability par Lin et al. (2015). La seconde instabilité présente les caractéristiques de la CSI avec des modes inertiels de faibles nombres d’ondes azimutaux, mais aussi les caractéristiques de l'instabilité elliptique (Lacaze 2004). Enfin, une troisième zone d’instabilité est observée et mesurée dans le cas d’une précession prograde autour d’une fréquence de précession caractéristique The nature of the flow in the liquid core of the Earth and other telluric planets is a matter of interest for geophysicists since centuries. It plays an important role in the exchanges between the core and the mantle and is also the source of the magnetic field. The precession of the Earth, studied since Hipparque around the 2nd century B.C. is able to drive complex flows in the outer core. Experimental measurements are conducted in the model case of a precessing spheroid. The flow is visualised with flat reflective particles, which allow a study over a broad range of parameters. The flow is then accurately characterised with PIV measurement. Two solutions of solid body rotation well predicted by Busse theorie (1968) show two transitions to turbulence when the Ekman number decreases. Both transitions show instabilities where inertial modes are coupled by a triadic resonance. The first instability is similar to the one described in a precessing sphere and called Conical Shear Instability (CSI) by Lin et al. (2015). The second instability presents the characteristics of the CSI with inertial modes of low azimuthal wave number but also the characteristics of the elliptic instability (Lacaze 2004). Finally, a third region of instability is observed and measured in the case of prograde precession around a characteristic precession frequency

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Wang, Jiajie. "Diffusion d'un faisceau modelé par une sphère excentrique et propriétés du sphéroïde." Phd thesis, INSA de Rouen, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00925609.

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Abstract:

Deux pièces de travail sont inclus dans cette thèse. La première partie analyse l'interaction d'une sphère excentrique avec un faisceau incident quelconque formé dans le cadre de généralisé de la théorie de Lorenz-Mie (generalized Lorenz-Mie theory, GLMT). Distributions de contrôle interne, près de la surface, loin des champs dispersés zone ainsi que le comportement de la morphologie dépendant résonances (MDR) dans une sphère excentrique éclairée par un faisceau focalisé guassien sont analysés. Dans la seconde partie, en utilisant l'EBCM, les propriétés de diffusion de lumière autour de l'angle arc pour un ensemble de sphéroïdes dans des orientations aléatoires éclairé par une onde plane sont étudiés. En comparant les paramètres extraits de ces paramètres originaux utilisés dans les expériences de simulation, la sensibilité de la technique d'arc de la sphéricité des gouttelettes non est quantifié.

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Guillaume, Ludivine. "Etude des propriétés mécaniques intrinsèques d’un modèle de microtumeur in vitro." Thesis, Toulouse 3, 2017. http://www.theses.fr/2017TOU30227.

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Abstract:

Une tumeur est une structure tridimensionnelle hautement organisée, constituée d’une population hétérogène de cellules en étroites interactions avec leur microenvironnement. Cette organisation et ces interactions sont déterminantes dans le processus de tumorigenèse. Des données récentes montrent que les modifications des propriétés mécaniques du microenvironnement sont des paramètres essentiels du développement tumoral qu’il est important de caractériser et de considérer dans une perspective d’innovations en thérapie anticancéreuse. Une tumeur est également caractérisée par des propriétés mécaniques intrinsèques qui pourraient résulter de son organisation, de sa croissance, des interactions cellule-cellule, cellule-matrice et de la prolifération cellulaire. Différentes études montrent que les propriétés mécaniques intrinsèques des tumeurs, et en particulier le stress accumulé au cours de la croissance, vont avoir un impact sur la réponse au traitement. Le sphéroïde, modèle in vitro 3D multicellulaire, mime l’architecture tridimensionnelle et l’hétérogénéité cellulaire existant dans un micro-domaine tumoral in vivo. Ses propriétés et son caractère prédictif de la réponse pharmacologique, en font un modèle de choix largement utilisé pour l’évaluation pré-clinique de médicaments. L’objectif de nos travaux a été de caractériser les propriétés mécaniques intrinsèques d’un modèle de sphéroïde et d’en étudier l’impact sur l’organisation cellulaire. La démarche pluridisciplinaire mise en œuvre a été élaborée et conduite en considérant le sphéroïde comme un matériau. Nous avons ainsi montré que, comme les tumeurs, les sphéroïdes accumulent un stress mécanique au cours de leur croissance que la modélisation nous a permis d’associer à une force tangentielle périphérique. Selon les conditions de production des sphéroïdes utilisées, le stress mécanique accumulé se traduit par des différences d’organisation cellulaire et de rigidité de surface mise en évidence en AFM. Nous avons également montré par microscopie 3D, que l’accumulation du stress mécanique est associée à un alignement des noyaux parallèlement à la surface des sphéroïdes qui dépend du cytosquelette d’actine et des interactions intercellulaires. Enfin, nous avons développé, par microfabrication, un dispositif, adapté à des échantillons submillimétriques comme les sphéroïdes, pour caractériser leur module élastique. L’ensemble de ces travaux apporte des éléments de compréhension des conséquences des contraintes mécaniques intrinsèques sur l’organisation d’une micro-tumeur. Ces paramètres pourraient avoir un impact sur la diffusion et l’efficacité d’agents thérapeutiques et nécessitent donc d’être explorées dans une perspective d’optimisation de l’évaluation pharmacologique A tumor is a highly organized three-dimensional structure constituted by a heterogeneous population of cells in close interaction with their microenvironment. This organization and these interactions are central in the process of tumorigenesis. Recent evidence shows that changes in the mechanical properties of the microenvironment are essential parameters of tumor development that must be considered in a therapeutic innovation perspective. A tumor is also characterized by intrinsic mechanical properties that could result from its organization, growth, cell-cell, cell-matrix interactions and cell proliferation. Different studies show that the intrinsic mechanical properties of tumors, and specifically the growth-accumulated stress, might impair the therapeutic response. The spheroid, a multicellular 3D in vitro model, mimics the three-dimensional architecture and cell heterogeneity found in vivo in a tumor micro-domain. Its properties and the predictivity of its response to anti-tumor drugs, make it a validated and widely used model for pre-clinical evaluation.The objective of our work was to characterize the intrinsic mechanical properties of a spheroid model and to study their impact on the cellular organization. The multidisciplinary approach implemented considers the spheroid as a material. We have shown that, like tumors, spheroids accumulate mechanical stress during their growth. Mathematical modeling has allowed associating this stress with a peripheral tangential force. Depending on the production conditions the accumulated mechanical stress results in a difference in cell organization and surface stiffness, evidenced using AFM. We have also demonstrated, using 3D microscopy that the accumulation of mechanical stress is associated with nuclei alignment parallel to spheroid surface that depends on actin cytoskeleton and cell-cell interactions. Finally, we have developed, using microfabrication technologies, a device, adapted to submillimetric samples such as spheroids, to characterize their elastic modulus. This work contributes to our understanding of the consequences of intrinsic mechanical stresses on the organization of a micro-tumor. These parameters could have an impact on the diffusion and efficacy of therapeutic agents and therefore need to be further investigated in a pharmacological evaluation optimization perspective

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Laurent, Jennifer. "Exploration des points de contrôle du cycle cellulaire dans un modèle 3D, le sphéroïde." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/2706/.

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Abstract:

Le décryptage des mécanismes de contrôle du cycle cellulaire est essentiel pour comprendre les mécanismes régulateurs de la prolifération ainsi que leurs dérégulations au cours du développement tumoral. Cependant, les données actuelles ont pour la plupart été acquises sur des modèles de culture cellulaire en monocouche ne permettant pas de prendre en compte les interactions cellulaires, l'hétérogénéité tumorale et le microenvironnement, paramètres déterminants pour la croissance tumorale et dans la sensibilité aux agents anti-cancéreux. Les sphéroïdes sont des modèles de culture 3D multicellulaires caractérisés par la mise en place au cours de leur croissance de gradients de nutriments, d'hypoxie et de prolifération mimant l'organisation cellulaire de micro-régions tumorales. Ainsi, le modèle sphéroïde permet de considérer les interactions et l'hétérogénéité cellulaire ainsi que le microenvironnement. Dans ce contexte, l'objectif de ce projet est d'étudier la dynamique spatiale et temporelle de régulation du cycle cellulaire et d'activation des points de contrôle en 3D dans des modèles de sphéroïdes. Cette étude a été réalisée sur des sphéroïdes de cellules d'adénocarcinome du pancréas de la lignée Capan-2. Nous avons tout d'abord caractérisé la mise en place du gradient de prolifération au cours de la croissance grâce à des incorporations d'EdU, ou des marquages dirigés contre l'antigène Ki-67. Grâce à des modèles originaux de sphéroïdes exprimant des marqueurs fluorescents indicatifs de la position dans le cycle cellulaire, les Fucci, nous avons caractérisé la distribution des cellules dans le cycle cellulaire ainsi que la régionalisation de cette distribution au cours de la croissance des sphéroïdes. La deuxième partie des travaux réalisés a été consacrée à l'évaluation de l'utilisation des modèles de sphéroïdes Capan-2/Fucci pour l'exploration de la dynamique spatiale et temporelle de l'activation des points de contrôle du cycle cellulaire en réponse à une exposition à divers types de stress comme une privation en facteur de croissance, des traitements pharmacologiques ou des dommages à l'ADN induits par des radiations ionisantes. Les résultats obtenus montrent l'intérêt de l'utilisation de sphéroïdes génétiquement modifiés pour étudier l'activation des points de contrôle au sein d'une population cellulaire tumorale hétérogène et régionalisée, prenant en compte les interactions cellulaires et l'importance du microenvironnement. Cette étude ouvre la possibilité d'explorer les mécanismes moléculaires de l'activation des points de contrôle du cycle cellulaire en 3D, ainsi que l'étude dynamique de la réponse à de nouveaux agents anti-prolifératifs dans la perspective d'identifier de nouvelles cibles thérapeutiques Deciphering cell cycle control mechanism is essential to understand the involvement of its deregulation in tumor development and to identify new therapeutic targets. However, many studies have been performed on monolayer-cell based models that do not allow considering cell interaction, heterogeneity and tumor microenvironment that are essential parameters of tumor growth and resistance to treatments. Multi Cellular Tumor Spheroid (MCTS) 3D model mimics the organization of a non-vascularized tumor micro-region and is considered as an invaluable model to study cancer cell biology and to evaluate new antiproliferative drugs. In that context, the objective of this project is to study the spatio-temporal dynamics of cell cycle regulation and checkpoints activation in 3D by using original spheroids models. We used a model of tumor pancreatic Capan-2 cells spheroid. In a first part, we characterized the proliferation gradient during the growth of spheroids by using EdU incorporation and KI-67. By using an original genetically modified spheroid model expressing the fluorescent Fucci cell cycle reporters, we quantitatively correlate the rate of proliferation and the distribution of cells in the cell cycle phases depending on their position inside spheroids. In a second part, we evaluated the use of these models to explore the response to the activation cell cycle checkpoints following exposure to various types of stress like growth factor deprivation, pharmacological treatments or exposition to DNA damage induced by ionizing radiation. Our data demonstrate the interest of using such genetically modified spheroids to study at the cellular level the response to checkpoint activation in a regionalized heterogeneous tumor cell population taking into account cell-microenvironment interactions. This study paves the way for the investigation of the molecular aspects of checkpoint response in 3D models and the dynamic studies of the 3D response to novel antiproliferative agents

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Desmaison, Annaïck. "Impact des contraintes mécaniques sur la division cellulaire : analyse dans modèle tumoral multicellulaire en 3 dimensions : le sphéroïde." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2367/.

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Abstract:

Une tumeur est une structure hautement organisée en 3D, intégrant des relations entre les cellules et avec son environnement. Le remodelage de l'environnement par la tumeur et sa croissance dans un environnement restreint induisent un déséquilibre de l'homéostasie tissulaire et l'accumulation d'un stress mécanique au niveau de la tumeur. Il a été montré que ce stress mécanique est un paramètre important du développement tumoral qui influence, entre autre, la migration et la prolifération des cellules tumorales. Un des aspects majeurs du contrôle de la prolifération cellulaire est la régulation du cycle cellulaire. De nombreuses études montrent que le déroulement de la mitose, étape de division du cycle cellulaire, est régulée par les propriétés mécaniques de l'environnement cellulaire. Cependant, l'impact des contraintes mécaniques sur la progression en mitose a essentiellement été étudié sur des modèles de culture en monocouche et les conséquences induites sur le développement tumoral sont encore méconnues. Dans ce contexte, l'objectif de mes travaux est d'étudier l'impact des contraintes mécaniques sur la division cellulaire, dans un modèle tumoral multicellulaire 3D, le sphéroïde. Ce modèle mime l'organisation multicellulaire et l'hétérogénéité cellulaire telles qu'elles existent in vivo dans des microrégions tumorales. Afin de mimer un environnement confiné, des microsdispositifs ont été fabriqués pour restreindre la croissance et contraindre mécaniquement les sphéroïdes. Ces conditions expérimentales nous ont permis de démontrer que la contrainte mécanique altère la division des cellules au sein des sphéroïdes. L'étude de la dynamique de progression en mitose de sphéroïdes contraints dans un dispositif en agarose adapté à l'imagerie en temps réel, a révélé un délai en prométaphase induit par la contrainte mécanique, probablement du à un défaut transitoire de mise en place du fuseau bipolaire et impliquant le cytosquelette d'actomyosine. Ce défaut ne semble pas induire un défaut d'orientation préférentiel de l'axe de division observé dans les sphéroïdes. De plus, ces résultats montrent qu'en condition de croissance en présence d'un stress mécanique, des traitements déstabilisant le cytosquelette d'actomyosine n'induisent pas d'altération de la mitose, suggérant que des voies de signalisation permettant d'éviter les erreurs de progression en mitose soient activées. L'ensemble de ces résultats suggèrent que la contrainte mécanique induite par la croissance progressive des sphéroïdes dans un environnement confiné ralentit la progression en mitose. Ce ralentissement peut être responsable d'erreurs de ségrégations des chromosomes induisant une augmentation de l'instabilité génétique et une hétérogénéité cellulaire. Cette hétérogénéité est caractéristique des tumeurs et souvent responsable de l'efficacité limitée des stratégies thérapeutiques actuelles. Les travaux réalisés viennent enrichir les connaissances de la réponse des cellules tumorales à leur environnement mécanique tel qu'il existe in vivo et ses conséquences sur le développement tumoral. Il permet aussi d'identifier les caractéristiques importantes des paramètres mécaniques à prendre en compte pour définir l'efficacité des traitements, et ouvre de nouvelles perspectives de thérapies antitumorales A tumor micro-region consists of a heterogeneous cancer cell population organized in a 3D structure in which cell growth is influenced by interaction with the microenvironment. Changes in mechanical homeostasis within tissues are observed during tumor growth, leading to high pressure and tension forces within the growing tumor. Those changes in mechanical properties of the microenvironment participate to tumor development by influencing, amongst others, proliferation and migration of tumor cells. One important aspect of the control of proliferation is the regulation of the cell cycle. Many studies have demonstrated that mitosis progression, the division process of cell cycle, is not only biochemically regulated, but also mechanically regulated. However, the impact of mechanical cues on mitotic progression has essentially been documented using 2D monolayer-based models and very little is known about the consequences of mechanical stress on cell division within tumors. In this context, my goal was to investigate the impact of mechanical stress on cell division in MultiCellular Tumor Spheroids (MCTS), an in vitro model that mimics 3D cell organization and heterogeneity found in tumor microregions in vivo. We first induced mechanical stress on MCTS by restricting their growth in a confined environment. We demonstrated that mechanical stress impairs cell division. The study of the dynamics of mitosis progression within MCTS mechanically constrained in agarose, showed that mechanical stress induces a delay in prometaphase. This delay may be due to a transient defect in spindle assembly, and possibly implies actin filament dynamics. This defect in spindle assembly does not seem to induce a preferential orientation deviation of the division axis of cells within spheroids. Futhermore, we showed that in this mechanical stressed condition, drugs destabilizing the actomyosin cytoskeleton do not alter mitosis anymore, suggesting that signaling pathways could be activated and avoid aberrant mitosis progression. Altogether these results suggest that mechanical stress induced by progressive confinement of growing spheroid could slow down mitotic progression. However, a defect in mitosis progression could lead to chromosomes missegregation, responsible for increased genomic instability and cellular heterogeneity. This genetic heterogeneity characteristic of tumors is one of the major reasons for the limited efficiency of current therapeutic strategies. Mechanical stress might also induce the activation of specific pathways able to bypass the effect of certain drugs. This study paves the way for future research to a better understanding of the tumor cell response to mechanical cues similar to those encountered during in vivo tumor development. It could contribute to defining important characteristics of mechanical parameters of tumor on drug efficiency and open new perspectives in anti-tumor therapy

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Gomes, Aurélie. "Évaluation de la prolifération dans les sphéroïdes tumoraux." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30342.

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Abstract:

Les modèles d'étude in vitro 3D permettent de prendre en compte le rôle du microenvironnement en mimant l'organisation et l'hétérogénéité d'une microtumeur avasculaire. Ils permettent ainsi d'explorer les réponses fonctionnelles et pharmacologiques du contrôle de la prolifération dans des conditions plus proches de la réalité physiopathologique. Mes travaux de thèse se sont intéressés à l'évaluation de la prolifération dans le modèle 3D de sphéroïdes tumoraux et à sa régulation, en particulier par l'oxygène. Ils ont reposé sur la mise en œuvre d'approches expérimentales d'ingénierie et de biologie cellulaire, de microscopie et de traitement et analyse d'image. Une première étude réalisée sur des coupes de sphéroïdes nous a permis de montrer que la pression partielle en oxygène est un paramètre clé qui influence la répartition de la prolifération dans le temps et dans l'espace. Nous avons poursuivi cette étude dans les sphéroïdes in toto, en mettant en place une méthodologie de marquage par immunofluorescence en 3D, associée à l'imagerie par feuille de lumière et à la quantification par traitement d'image. L'application de cette procédure nous a permis d'explorer la prolifération au cours de la croissance de sphéroïdes MCF-7 cultivés en physioxie vs normoxie et de confirmer le rôle limitant de l'oxygène pour la prolifération en 3D. Nous avons également montré la réversibilité de l'arrêt de prolifération induit par l'anoxie et la possibilité de l'utiliser pour conditionner et conserver les sphéroïdes. Enfin, le développement d'une stratégie d'imagerie en 3D par illumination structurée nous a permis d'évaluer l'efficacité de composés par analyse d'image automatisé sur des sphéroïdes cultivés en matrice. L'ensemble de nos travaux ont permis de développer des méthodes et des outils d'intérêt dans l'étude de la biologie du cancer et de la réponse en pharmacologie anti-tumorale. Leur application a notamment permis de souligner l'importance de la physioxie pour l'étude de la prolifération et l'évaluation la réponse aux drogues. Ces travaux ouvrent également des perspectives applicatives pour la société IMACTIV-3D In vitro 3D models allow the role of the microenvironment to be taken into account by mimicking the organization and heterogeneity of an avascular microtumor. They thus make it possible to explore proliferation and pharmacological responses under conditions closer to the pathophysiological reality. My thesis work focused on the evaluation of proliferation in the 3D model of tumor spheroids and its regulation, particularly by oxygen. They were based on the implementation of experimental approaches in engineering and cell biology, microscopy and image processing and analysis. A first study carried out on spheroid sections has allowed us to show that partial oxygen pressure is a key parameter that influences the distribution of proliferation in time and space. We continued this study in whole spheroids in toto, by implementing a 3D immunofluorescence labelling methodology, combined with light sheet imaging and image processing quantification. The application of this procedure allowed us to explore the proliferation during the growth of MCF-7 spheroids grown in physioxia vs normoxia and to confirm the limiting role of oxygen for 3D proliferation. We have also shown the reversibility of anoxia-induced proliferation arrest and the possibility of using it to condition and preserve spheroids. Finally, the development of a 3D imaging strategy using structured illumination allowed us to evaluate the effectiveness of compounds by automated image analysis on spheroids grown in a matrix. All of our work has made it possible to develop methods and tools of interest in the study of cancer biology and response in anti-tumor pharmacology. Their application has made it possible to highlight the importance of physioxia for the study of proliferation and the evaluation of drug response. This work also opens up application perspectives for the IMACTIV-3D company

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Xu, Feng. "Diffusion d’un faisceau quelconque par un sphéroïde et mesure en ligne de la vapeur humide par l’extinction spectrale de la lumière." Rouen, 2007. http://www.theses.fr/2007ROUES005.

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Abstract:

La théorie de Lorenz-Mie généralisée (TLMG) est développée pour la description de la diffusion d’un faisceau incident quelconque par un sphéroïde homogène. Les expressions analytiques d’amplitude des champs diffusés, des sections efficaces de diffusion, d’absorption, et d’extinction, de pression, de radiation sont obtenues et des calculs numériques sont présentés. Pour enlever la contrainte de la TLMG dans les calculs numériques pour un sphéroïde de grande taille, l’optique géométrique classique est étendue au cas d’un faisceau gaussien diffusé par un sphéroïde. En ce qui concerne l’expérience, un système optique sur la base de l’extinction spectrale de la lumière est développé et appliqué à la mesure de vapeur humide dans une turbine à EDF. L’influence de la diffusion multiple sur le spectre d’extinction et celle de la diffusion des particules situées dans le bord de zone de la mesure sont analysées en utilisant le modèle de Monte Carlo The generalized Lorenz-Mie (GLMT) is developed to describe the interaction between an arbitrary shaped beam and a homogeneous spheroid. Analytical expressions of the amplitudes of the scattering fields, absorption and extinction crosssections, and the radiation pressure are obtained. The numerical results are also presented. To overcome the drawback of the GLMT in numerical calculation for a large spheroid, the classical geometrical optics is extended to the case of Gaussian beam scattering by a spheroid. In experimental aspect, an optical system on the basis of the spectral light extinction method is developed and used for wet steam measurement in EDF. The influences of the scattering by the particles in the edge measurement zone and of the multiple scattering on the extinction spectrum are analyzed by using the Monte Carlo method

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Abbaci, Muriel. "Suivi de la fonctionnalité des jonctions communicantes par la technique de gap-FRAP sur des modèles in vitro (2-D, 3-D) et ex vivo : Intérêt pour le diagnostic du cancer." Phd thesis, Université Henri Poincaré - Nancy I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00343150.

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Abstract:

Ce travail de recherche s'inscrit dans un axe de diagnostic du cancer via le développement d'une méthode optique pour la caractérisation fonctionnelle de tissus. La technique de gap- FRAP (Fluorescence Recovery After Photobleaching) permet l'étude quantitative de la fonctionnalité des jonctions gap. La majorité des cellules néoplasiques se caractérisent par une modification du niveau d'expression et/ou de la fonctionnalité des jonctions gap par comparaison à leurs homologues saines. La technique de gap-FRAP permet en conséquence de discriminer les cellules cancéreuses en fonction de la communication intercellulaire gap jonctionnelle (CIGJ). Particulièrement utilisée in vitro, cette technique restait cependant anecdotique ex vivo. Nous avons validé la faisabilité du transfert de cette méthode sur tissus et organes ex vivo. A partir de cellules de statuts différents en expression et en distribution des connexines, nous avons caractérisé la calcéine-AM comme étant une sonde fluorescente adaptée pour des mesures sur tissus. Puis nous avons développé un modèle d'ingénierie systéme pour l'analyse comparative des données de recouvrement de fluorescence sur des modèles bi et tridimensionnels. Nous avons transposé ces conditions préalablement définies sur organe entier ex vivo : la vessie de rat. Un marquage multiple a été optimisé avec une sonde fluorescente pour le tracking des cellules cancéreuses dans la vessie ex vivo, un marqueur pour l'identification histologique de l'urothélium et la calcéine-AM pour mesurer la CIGJ. Le gap-FRAP a été utilisé pour la première fois pour différencier le degré de communication intercellulaire gap jonctionnelle entre le tissu sain et néoplasique sur un organe entier ex vivo, ouvrant des perspectives pour le diagnostic du cancer de la vessie corrélé à la modification de la CIGJ.

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Jardet, Claire. "Développement d’un modèle humain de mélanome ex vivo basé sur l’implantation de sphéroïdes dans des explants de peau." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30282.

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Abstract:

Le mélanome métastatique est le cancer de la peau le plus agressif. Bien que son taux d’incidence soit inférieur à 1%, plus de 75% des décès associés à un cancer de la peau lui sont attribués. Au cours des dernières années, de nouvelles stratégies thérapeutiques ont permis d’améliorer la survie des patients. Cependant, des mécanismes de résistance à ces traitements se développent dans la majorité des cas, conduisant à une phase de rechute, et une survie à 5 ans inférieure à 20%. Des modèles d’étude expérimentaux sont nécessaires afin de comprendre les mécanismes impliqués dans l’apparition de ces résistances et développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. Différents modèles in vitro sont actuellement utilisés pour le développement de drogues anti-tumorales, tels que celui du sphéroïde. Bien qu’il permette de reproduire l’organisation tridimensionnelle d’une tumeur, l’absence de microenvironnement tumoral empêche l’étude des interactions entre les cellules tumorales et celui-ci alors que ces facteurs jouent un rôle primordial dans la croissance tumorale et le développement de métastases. Dans ce contexte, mes travaux ont porté sur le développement et la caractérisation d’un modèle ex vivo de mélanome humain complet permettant l’étude de l’évolution d’une tumeur dans le tissu sain et l’évaluation de composés pharmacologiques. Les travaux réalisés ont tout d’abord conduit au développement d’un modèle de cancer cutané basé sur la combinaison d’un modèle de sphéroïde de lignée cellulaire de mélanome humain et du modèle de peau humaine ex vivo NativeSkin®, développé par la société Genoskin. Une procédure a été développée et validée pour permettre l’implantation reproductible d’un sphéroïde dans le derme des explants de peau. Parallèlement, j’ai développé une approche d’imagerie in situ par microscopie à feuille de lumière après transparisation des modèles. J’ai également développé une stratégie d’analyse d’images permettant la caractérisation quantitative de l'évolution du sphéroïde implanté en 3 dimensions et de suivre la dispersion des cellules du tumorales au sein de l’explant de peau. La caractérisation histologique du modèle implanté a révélé de façon très inattendue une perte progressive de l’intégrité du sphéroïde après implantation, associée à une diminution rapide de la prolifération des cellules le constituant et l’apoptose massive des cellules situées à sa périphérie. Ce phénomène a été observé de façon similaire lors de l’implantation de sphéroïdes produits à partir de différents types cellulaires. Afin de comprendre ces résultats, j’ai étudié l’implication potentielle de différents paramètres dans l’induction de la mortalité cellulaire observée tels que les conditions d’implantation, les facteurs synthétisés par le modèle et la contrainte mécanique exercée par le derme. Les résultats obtenus suggèrent que les facteurs sécrétés par les modèles après implantation du sphéroïde ont un effet antiprolifératif sur les sphéroïdes de mélanome et qu’ils induisent la mortalité des cellules situées à sa périphérie. Par ailleurs, l’application d’une contrainte mécanique extérieure sur les sphéroïdes de mélanome entraîne la perte de la cohésion de leur structure. Enfin, l’implantation de sphéroïdes dans le derme de biopsies de peau préalablement desséchées, induisant une perte de la viabilité cellulaire, a conduit à des résultats opposés à ceux observés avec de la peau normale : la structure des sphéroïdes reste cohésive et la prolifération des cellules est maintenue en périphérie du sphéroïde sans qu’aucune apoptose massive ne soit observée. L'ensemble de ces travaux semble suggérer que la mortalité du sphéroïde pourrait être, en partie, la conséquence d’une contrainte mécanique exercée par la peau sur le sphéroïde et/ou de facteurs produits par la peau durant sa culture. Ces données ouvrent des perspectives intéressantes dans le domaine de l’ingénierie tissulaire pour l’évaluation pharmacologique de composés thérapeutiques Malignant melanoma is the most aggressive form of skin cancer. Although it only occurs in less than 1%, it is responsible for more than 75% of skin cancer-related deaths. Furthermore, melanoma incidence has constantly increased during the last decades. New therapies such as targeted therapy and immunotherapy have emerged over the past years, significantly improving the overall survival rates of patients with advanced melanoma stages. However, resistance to those treatments develops in most cases, leading to relapse with a 5-years survival of those patients under 20%. Experimental models are needed in order to better understand the molecular events underlying these resistance mechanisms, and to develop new therapeutic strategies. MultiCellular Tumor spheroid is an increasingly recognized 3D in vitro model for pharmacological evaluation. Although this model accurately reproduces the 3D architecture, cell-cell interaction and cell heterogeneity found in microtumor in vivo, spheroids lack tumor-microenvironment interactions, which play a key role in tumor growth and metastasis development. In this context, the aim of my project was to develop and characterize a fully ex vivo human melanoma model for the study of tumor growth within the skin and the evaluation of antitumor drugs. Our approach relies on the combination of human melanoma cell lines grown in Multicellular Tumor Spheroids and the NativeSkin® model, an ex vivo human skin model produced by the biotechnology company Genoskin. Hence, I developed and validated a method to reproducibly implant one spheroid into the dermal compartment of skin explants cultured ex vivo. In parallel I have developed in situ imaging strategies based on light-sheet microscopy (SPIM, “Selective Plane Illumination Microscopy”) after optical clearing of the implanted skin biopsies. I also developed analytic methods to allow for the quantitative characterization of the spheroids evolution in 3 dimensions as well as tumor cells dispersal within the dermis of skin explants. Histological characterization of the implanted models over time revealed a progressive loss of the spheroids integrity after implantation associated with a rapid decrease in cell proliferation and massive apoptosis of the cells located in the peripheral layers. These results were shared by implanted spheroids made from different cell types. Further experiments were conducted in order to better understand these results and evaluate the impact of different parameters on the implanted microtumors viability such as the implantation procedure conditions, factors synthesized by the model after spheroid implantation and external mechanical stress. Results suggest that factors produced by the implanted models have an antiproliferative effect on melanoma spheroids and induce mortality in the peripheral layers of the spheroids. Moreover, results show that mechanical stress applied on melanoma spheroids induces loss of their cohesion. Finally, implantation of spheroids within the dermis of previously dessicated biopsies for 7 days, causing loss of skin cells viability, led to opposite results than in normal skin: spheroids maintain both a cohesive structure and proliferation in the peripheral cells without any massive apoptosis. Overall, this work led to the validation of a methodology to reproducibly implant spheroids into an ex vivo skin explant and the setup of an optical clearing technique necessary for in situ imaging of the implanted spheroid. Histological characterization unexpectedly revealed spheroids cells death following their implantation. Results suggest that this mortality could be partly related to mechanical stress exerted on the spheroids by the skin and/or by factors produced by the skin during culture. These data open new perspectives in the research field of tissue engineering for antitumoral pharmacology

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Martinez, Olivier. "Aptamères ADN : du Cell-SELEX à l'imagerie." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2643/.

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Abstract:

Les aptamères ADN sont des séquences simple-brins capables de se lier spécifiquement à une cible. Ils constituent de nouveaux outils pour la détection et/ou l'inhibition de molécules biologiques. Ce travail s'inscrit dans le cadre du diagnostic et de la thérapie du cancer ovarien. Les cibles sélectionnées dans ce contexte sont les interleukines humaines IL-6 et IL-8 dans le but d'inhiber leurs effets angiogéniques, et le biomarqueur du cancer épithélial ovarien Mucine16 sous sa forme sécrétée (CA 125) et membranaire (Mucine16) dans le but de faire du diagnostic sanguin et cellulaire. Sélections IL-6 et IL-8 : Des séquences ont été sélectionnées par Filter-Binding SELEX. Sélection Mucine16 : Les cellules cancéreuses ovariennes présentent pour la plupart la particularité de surexprimer les deux formes de cette protéine. Ce qui en fait le candidat pour le ciblage des tumeurs. Des séquences ont été identifiées après 20 cycles de Cell-SELEX. D'autre part, nous avons comparé le marquage fluorescent de sphéroïdes MCF-7 par un anticorps anti-Mucine1 et un aptamère anti-Mucine1. L'aptamère montre une pénétration plus profonde dans le sphéroïde ainsi qu'une internalisation DNA Aptamers are single-stranded sequences able to specifically bind a target molecule. They constitute new tools for the detection and/or the inhibition of biological molecules. This work is in the field of ovarian cancer diagnostic and therapy. In this concept, selected targets are the human interleukins IL-6 and IL-8 for inhibiting their angiogenic effect and the epithelial ovarian cancer biomarker Mucine16 on its secreted (CA 125) and membranal (Mucine16) forms in the aim of doing blood and cellular diagnostic. IL-6 and IL-8 selections: Sequences have been selected by Filter-Binding SELEX. Mucine16 selection: Most of ovarian cancer cells overexpress the two forms of this protein. That is why Mucine16 is a candidate for tumor targeting. Sequences have been identified after 20 cycles of Cell-SELEX. In addition, we compared the fluorescent labeling of MCF-7 spheroids by an anti-Mucine1 antibody and its DNA aptamer analog. The aptamer exhibits a deeper spheroid penetration and is internalized

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Farnier, Christian. "Complémentarité de recherche de matière noire dans les galaxies naines sphéroïdes avec les expériences H.E.S.S. et Fermi-LAT." Phd thesis, Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00521418.

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Abstract:

Dans le modèle cosmologique actuel, l'Univers est majoritairement composé de matière noire dont la nature est inexpliquée par le Modèle Standard de la physique des particules. L'annihilation de particules issues de nouveaux cadres théoriques, peut induire un signal de rayons gamma de très hautes énergies, observable par des expériences d'astronomie gamma. Largement dominées par la matière noire, les galaxies naines sphéroïdes sont des cibles privilégiées pour conduire cette recherche. Le réseau de télescopes H.E.S.S. discuté dans la première partie est un parfait exemple d'expérience d'imagerie atmosphérique stéréoscopique permettant de conduire la recherche de matière noire. Une nouvelle méthode de discrimination des gerbes électromagnétiques et hadroniques permettant d'améliorer la recherche de sources faibles est présentée. Elle est appliquée aux données des observations de la galaxie naine du Sagittaire et la limite supérieure sur le flux de gamma en provenance de cet objet est calculée. En orbite à bord du satellite Fermi depuis Juin 2008, le télescope à conversion de paire LAT permet de rechercher la matière noire sur l'ensemble de la voûte céleste. La sensibilité théorique à détecter un signal de matière noire est déterminée pour deux galaxies naines spéciques. Au terme de la première année d'observations, les limites supérieures sur les ux de gamma sont dérivées pour un catalogue de galaxies naines sphéroïdes. Des modèles de physique au-delà du Modèle Standard sont confrontés avec les contraintes calculées sur les sections ecaces d'annihilation en fonction de la masse des particules obtenues à partir des observations effectuées avec ces deux expériences.

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El, Hamoui Omar. "Caractérisation et développement d'une matrice d'hydrogel supramoléculaire pour la culture cellualire 3D : vers un bio-indicateur de l'effet de nanoparticules manufacturées." Thesis, Pau, 2021. http://www.theses.fr/2021PAUU3064.

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Abstract:

Le projet de cette thèse s’inscrit dans la démarche de développement de méthodes alternatives aux cultures cellulaires conventionnelles dites bi-dimensionnelles (2D), limitées en termes de représentativité du comportement cellulaire natif, et aux modèles animaux qui se heurtent à des questions socio-scientifiques poussant à réduire leurs recours. Les présents travaux portent sur une série d’études impliquant l’application d’une nouvelle matrice à base d’hydrogels supramoléculaires pour la culture cellulaire dite tri-dimensionnelle (3D).Le consortium de chercheurs impliqués dans ce projet s’intéresse aux gélifiants supramoléculaires basés sur la chimie des acides nucléiques. Dans un premier temps, certaines molécules candidates ont donc été étudiées sur le plan fondamental afin d’approfondir notre compréhension des mécanismes thermodynamiques et cinétiques sous-jacents du processus de gélification supramoléculaire.Les matrices candidates ont ensuite été caractérisées dans l’objectif d’aboutir à un support biocompatible aux propriétés physico-chimiques optimales, répondant notamment aux spécificités de la culture 3D des cellules du glioblastome. En parallèle de cette étude, le modèle cellulaire a été affiné dans le but d’améliorer la reproductibilité des résultats par le développement d’une méthode de tri cellulaire, permettant de sélectionner une sous-population homogène de cellules souches parmi la population totale de cellules cancéreuses étudiée.Une fois validée, cette nouvelle méthode de culture cellulaire 3D a été mise à contribution pour l’étude des effets de nanoparticules manufacturées d’argent. Dans cette optique, il est nécessaire de pouvoir relier les caractéristiques des nanoparticules à leur impact sur le sphéroïde tumoral. La stratégie pour appréhender cette question se divise en plusieurs étapes : 1) la détermination de l’état des nanoparticules dans le milieu de culture ; 2) l’étude de la diffusion des nanoparticules au sein de la matrice de culture ; 3) la mise en place des méthodes de suivi de l’évolution du système biologique en présence des nanoparticules.Ces travaux pluridisciplinaires dans les domaines de la chimie supramoléculaire, de la culture cellulaire et de la chimie analytique ont été réalisés au sein d’un consortium de partenaires des universités de Bordeaux, Limoges et Pau. Ils ouvrent la voie à des études ultérieures plus poussées sur l’effet de ces nanoparticules par le biais d’un nouveau bio-indicateur The project of this thesis involves the development of alternative methods to conventional cell cultures called two-dimensional (2D), which are limited in terms of representativeness of the native cell behavior, and to animal models which are facing socio-scientific issues leading to reduce their use. The present work focuses on a series of studies implying the application of a new matrix based on supramolecular hydrogels for three-dimensional (3D) cell cultures. The consortium of researchers involved in this project is interested in supramolecular gelling agents based on nucleic acid chemistry. In a first step, some potential molecules have been studied at the fundamental level in order to deepen our understanding of the thermodynamic and kinetic mechanisms underlying the supramolecular gelation process.The candidate matrices were then characterized in order to obtain a biocompatible support with optimal physico-chemical properties, particularly in response to the specificities of the 3D culture of glioblastoma cells. In parallel to this study, the cell model was refined in order to improve the reproducibility of the results by developing a cell sorting method, allowing the selection of a homogeneous subpopulation of stem cells among the total population of cancer cells studied.Once validated, this new 3D cell culture method was used to study the effects of manufactured silver nanoparticles. In this perspective, it is necessary to be able to link the characteristics of the nanoparticles to their impact on the tumor spheroid. The strategy to address this issue is divided into several steps: 1) determination of the state of the nanoparticles in the culture medium; 2) study of the diffusion of the nanoparticles within the culture matrix; 3) implementation of methods to monitor the evolution of the biological system in the presence of nanoparticles.This multidisciplinary work in the fields of supramolecular chemistry, cell culture and analytical chemistry was carried out within a consortium of partners from the universities of Bordeaux, Limoges and Pau. They open the way to further studies on the effect of these nanoparticles through a new bio-indicator

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Alessandri, Kévin. "The cellular capsules technology and its applications to investigate model tumor progression and to engineer tissues in vitro." Thesis, Paris 5, 2013. http://www.theses.fr/2013PA05T062/document.

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Abstract:

Bien que reconnu comme une étape importante vers une meilleur compréhension de l’évolution des tumeurs, de la morphogénèse des tissus et des tests hauts débits de médicaments, l’utilisation de tests cellulaires in vitro en trois dimensions est toujours limitée et ce surtout par la difficulté d’établir un protocole simple et robuste pour leur formation. Dans ce travail, nous présentons d'abord une nouvelle méthode microfluidique pour la formation des sphéroïdes multicellulaires. Cette technologie des Capsules cellulaire est basée sur l'encapsulation et la croissance des cellules à l'intérieur de micro- sphères creuses, perméable, élastiques. Deuxièmement, nous montrons que ces microcapsules servent de capteurs mécaniques pour mesurer la pression exercée par les sphéroïdes expansion. En imagerie en temps réel multi- photons, on observe en outre que le confinement induit une organisation cellulaire stratifiée, avec un noyau nécrotique, solide et dense, entouré d'un rebord de cellules périphériques hyper-mobiles, qui présentent des propriétés invasives. Troisièmement, nous avons adapté la technologie des capsules cellulaires pour former des tubes creux. Cette géométrie cylindrique nous permet d'étudier l'impact de la libération partielle de confinement (le long de l'axe du tube principal) sur la cinétique de croissance d’agrégats cellulaires pseudo-unidimensionnel (nommé cylindroids). Nos données de microscopie et l’analyse d'images suggèrent un mécanisme de croissance par pointe et la prouvent la génération d’une contrainte radiale. La combinaison des configurations sphériques et cylindriques tend vers l'image globale du confinement qui déclenche la motilité cellulaire et l'invasion par la périphérie de l'agrégat cellulaire tandis que la prolifération des cellules est inhibée dans le noyau lorsque la pression augmente. Quatrièmement, nous utilisons l’alginate comme moule pour concevoir des coquilles et tubes multicouches perméables. En particulier, une légère adaptation du protocole nous permet d'ancrer une fine couche de Matrigel (utilisé comme une membrane basale artificielle) sur la paroi interne de l'alginate. Par l'utilisation de ces capsules sphériques décorés de Matrigel, nous montrons que les monocouches sphériques fermés de cellules épithéliales, ou des kystes, peuvent être facilement conçus avec des tailles qui sont imposées par la taille des capsules. De même, les capsules tubulaires décorées de Matrigel sont utilisées pour la formation des organoïds cultivés à partir de cellules extraites des cryptes du côlon de la souris. Enfin, notre technologie offre une nouvelle voie pour produire dans les tests cellulaires in vitro utiles pour développer de nouvelles thérapies anticancéreuses ou des approches d'ingénierie tissulaire et d'étudier l'interaction entre la mécanique et de la croissance dans les agrégats cellulaires in vitro Although recognized as an important step towards better understanding of tumor progression, tissue morphogenesis and high throughput screening of drugs, the use of three dimensional in vitro cellular assays is still limited, especially due to the difficulty in establishing simple and robust protocols for their formation. In this work, we first present a novel microfluidics-assisted method for multicellular spheroids formation. This Cellular Capsules technology is based on the encapsulation and growth of cells inside permeable, elastic, hollow micro-spheres. Second, we show that these microcapsules serve as unique mechanical sensors to measure the pressure exerted by the expanding spheroids. By multiphoton live imaging, we additionally observe that confinement induces a layered cellular organization, with a dense, solid, necrotic core surrounded by a rim of hyper-motile peripheral cells, which exhibit enhanced invasive properties. Third, we adapt the Cellular Capsules technology to form hollow tubes. This cylindrical geometry allows us to investigate the impact of partial confinement release (along the main tube axis) on the growth kinetics of pseudo-one dimensional cellular aggregates (named cylindroids). Our microscopy data and image analyses suggest a tip-growing mechanism and evidence radial stress generation. The combination of the spherical and cylindrical configurations leads to the overall picture that confinement triggers cell motility and invasion at the periphery of the cellular aggregate while cell proliferation is inhibited in the core as pressure builds up. Fourth, we use alginate as a template to design multilayered permeable shells and tubes. In particular, slight adaptation of the protocol allows us to anchor a thin layer of Matrigel (used as an artificial basement membrane) to the alginate inner wall. Using these Matrigel-decorated spherical capsules, we show that closed spherical monolayers of epithelial cells, or cysts, can be readily engineered with sizes that are imposed by the size of the capsules. Similarly, Matrigel-decorated tubular capsules are shown to be convenient for the formation of organoids grown from cells extracted from the cypts of mouse colon. Finally, our technology offers a new avenue to produce in vitro cell-based assays useful for developing new anti-cancer therapies or tissue engineering approaches and to investigate the interplay between mechanics and growth of in vitro cellular assemblies

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Naud, Cécile. "Particules magnétiques pour le traitement du cancer par effet magnéto-mécanique, application au glioblastome." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAS005/document.

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Abstract:

Le glioblastome est un cancer du cerveau très agressif dont les thérapies actuelles n’augmentent que très peu la durée de vie. Dans cette thèse, nous étudions un nouveau traitement par effet magnéto-mécanique de particules (TEMMP). Un champ magnétique rotatif à faible fréquence (20 Hz) est appliqué pour faire vibrer des particules magnétiques en contact avec les cellules cancéreuses. Les particules développées sont produites par une approche top-down en salle blanche. Les disques de permalloy utilisés présentent une configuration en vortex avec une faible rémanence et une bonne dispersion en suspension. Des particules multicouches de Co/Pt avec une anisotropie perpendiculaire et des vortex de permalloy en forme d’ellipses sont aussi étudiés. L’efficacité du TEMMP est évaluée in-vitro sur des cellules de glioblastome et les différents paramètres sont optimisés. Une forte diminution du nombre de cellules après traitement est alors observée et le comportement des cellules restantes est affecté. Le TEMMP est ensuite adapté pour une étude in-vivo dans un modèle orthotopique de glioblastome chez la souris nude. L’injection des particules en intra-tumoral est mise au point. Les tissus sont peu affectés par le TEMMP comparé à une injection de particules, et une faible augmentation de la survie est observée. Pour mimer les propriétés mécaniques du cerveau de manière plus pertinente, un modèle in-vitro 3D est alors développé et validé. Conçu avec des sphéroïdes de cellules pris dans un gel d’agarose, ce modèle apporte des pistes d’optimisation Glioblastoma is a brain cancer with a very poor prognosis. Existing therapies improve only slightly the median survival. In this work, we study a new treatment by magneto-mechanical actuation of particles (TMMAP). A low frequency (20 Hz) rotating magnetic field is applied to stimulate magnetic particles localized near cancer cells. Magnetic particles are produced by a top-down approach in clean room. Permalloy disks with a vortex configuration have a low remanence and are well dispersed in suspension. Multilayers of Co/Pt with a perpendicular anisotropy and permalloy vortex particles with an ellipse shape are also studied. TMMAP efficiency is tested in-vitro on glioblastoma cell line and the parameters are optimized. A huge diminution of living cells and an affected behavior of the remaining cells are observed after treatment. TMMAP is then adapted to an in-vivo study on glioblastoma orthotopic model on nude mice and the intratumoral injection of the particles is developed. Few differences are observed between tissues submitted to TMMAP or injected with particles, and survival is slightly increased. To mimic mechanical properties of the brain in a more relevant model, an in-vitro 3D model is proposed and validated. Based on cells grown as a spheroid and encapsulated in an agarose gel, this model brings optimization tracks

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Bouaouina, Lalouani. "Etude du décollement et du contrôle de la couche limite laminaire tridimensionnelle autour d’un corps fuselé en incidence." Valenciennes, 2000. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/cc6b2971-4ebd-43a3-8247-edf3b89c467a.

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L'un des problèmes cruciaux pour l'amélioration du rendement des dispositifs aérohydrodynamiques est intimement lié au phénomène de décollement tridimensionnel ainsi que de son contrôle qui reste à nos jours-ci le sujet préféré de la plupart des chercheurs en mécanique des fluides. Plusieurs études ont été menées dans ce sens. Celles-ci ont abouti à des résultats plus au moins déférents du point de vue des méthodes de modélisation et de compréhension du phénomène lui-même. Dans le même sens ce travail a pour but l'étude du décollement tridimensionnel et du contrôle de la couche limite laminaire tridimensionnelle autour d'un corps fuselé en incidence. La première partie est réservée à une étude bibliographique ou on traite les différentes études faites dans le domaine du calcul est du contrôle de la couche limite tridimensionnelle. La deuxième partie traite le calcul de l'écoulement à potentiel ou on met en évidence deux paramètres d'influence (l'aplatissement et l'incidence). Dans la partie suivante, en choisissant les équations de Prandtl on a pu appliquer une méthode dite développement en séries dans le sens de Loitsianski qui a pour but d'universaliser les équations de la couche limite en transformant ainsi les équations à dérivées partielles en un système d'équations différentielles ordinaires ; une fois ce système résolu, les résultats seront tabulés une fois pour toute. Le chapitre qui suit est réservé à l'application de la méthode déjà citée sur un ellipsoïde de rapport d'axe 1 : 6 et pour un écoulement laminaire stationnaire avec une vitesse à l'infini amont égale à 1 m/s. On a traité dans le chapitre qui suit le contrôle de l'écoulement déjà cité par deux procédées : l'aspiration (l'injection) ou bien le champ magnétique. Et pour valider notre calcul à propos de la ligne de décollement, on a utilisé deux méthodes expérimentales : la vélocimétrie laser est la méthode polarografique à l'aide des sondes doubles électrochimiques. Et on achève ce travail par une conclusion générale qui met en évidence tous les points essentiels de notre rapport.

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Guiet, Romain. "Étude des mécanismes cellulaires et moléculaires de la migration des macrophages humains dans des environnements en trois dimensions." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1487/.

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Abstract:

L'infiltration tissulaire des macrophages est un facteur aggravant dans de nombreuses pathologies telles que les maladies inflammatoires chroniques ou le cancer. Les macrophages qui infiltrent les tumeurs de façon continue sont appelés macrophages associés aux tumeurs (TAMs). Ils favorisent la croissance tumorale, l'angiogenèse, l'invasion tumorale et la formation de métastases. L'inhibition de l'infiltration des macrophages est donc devenue une évidence thérapeutique. Récemment, l'équipe a démontré que les macrophages utilisent le mode migratoire amiboïde (dépendant de ROCK) ou mésenchymal (dépendant des protéases) selon l'architecture de la matrice extracellulaire (MEC) en trois-dimensions (3D) qu'ils traversent. De plus, l'étude du mode migratoire mésenchymal a montré qu'il est dépendant de Hck (une tyrosine kinase spécifique des phagocytes) et de sa capacité à réorganiser les podosomes en rosettes (structures riches en actine dégradant la MEC). Mon projet de thèse s'est articulé autour de deux axes de recherche : 1) l'identification des substrats de Hck et la caractérisation de leur rôle dans l'organisation des podosomes et la migration 3D des macrophages, et 2) l'étude de la migration 3D des monocytes/macrophages primaires humains dans un modèle mimant le microenvironnement tumoral : les sphéroïdes tumoraux. Par une approche protéomique j'ai identifié des partenaires et substrats potentiels de Hck dont la Filamine A (FLNa), une protéine assurant notamment la liaison entre le cytosquelette d'actine et les intégrines. En utilisant différents outils (protéines recombinantes, anticorps, shRNA. . . ) j'ai montré que : 1) Hck phosphoryle la FLNa in vitro, 2) la FLNa est associée aux podosomes et est nécessaire à leur organisation en rosettes sous le contrôle de Hck, 3) les podosomes des cellules déficientes en Flna ont une durée de vie plus courte, et 4) l'expression de la FLNa est nécessaire à la migration mésenchymale, mais pas à la migration amiboïde des macrophages dans une MEC en 3D. Ainsi la FLNa est impliquée dans la formation et à la stabilisation des podosomes, à leur organisation en rosettes, la migration mésenchymale des macrophages et pourrait se situer dans la voie de signalisation de Hck. En parallèle, j'ai mis au point un modèle de sphéroïdes tumoraux qui m'a permis de montrer que l'infiltration des monocytes ou des macrophages, dans ce modèle tissulaire in vitro, est dépendante de ROCK et des protéases, signature de l'utilisation des deux modes migratoires. Puis en incubant ces sphéroïdes au sein de MEC, j'ai démontré que la présence de macrophages infiltrés dans les sphéroïdes est nécessaire pour déclencher le pouvoir invasif des cellules tumorales qui émigrent des sphéroïdes en suivant les macrophages et infiltrent la MEC environnante. Les macrophages Hck-/- présentant un défaut de migration mésenchymale, sont significativement moins efficaces dans la promotion de l'invasion des cellules tumorales. Ces résultats indiquent que l'activité de migration et de remodelage de la matrice exercée par les macrophages est prépondérante dans l'invasion tumorale in vitro. Ces résultats ont permis d'établir le mode migratoire des macrophages infiltrant un modèle tissulaire in-vitro et de démontrer le mécanisme d'action des macrophages dans l'invasion tumorale. Ainsi, mes travaux de thèse ont permis de progresser dans la caractérisation des mécanismes moléculaires et cellulaires de la migration 3D des macrophages humains. En effet, j'ai pu 1) identifier une protéine nécessaire à la migration mésenchymale des macrophages, 2) mettre en évidence l'utilisation par les macrophages des modes migratoires amiboïde et mésenchymal lors de leur infiltration dans un modèle de tumeur en trois-dimensions, les sphéroïdes tumoraux et 3) montrer que le remodelage de la matrice par les macrophages, lors de leur migration, joue un rôle prépondérant dans l'invasion tumorale Tissue infiltration of macrophages is an aggravating factor in many diseases such as chronic inflammation and cancer. Macrophages that infiltrate tumors are called tumor-associated macrophages (TAMs). They promote tumor growth, angiogenesis, invasion and metastasis. Thus, inhibition of macrophage infiltration has become a therapeutic goal. Recently, the team demonstrated that macrophages use the amoeboid (depending on ROCK) or the mesenchymal (depending on proteases) migratory mode according to the extracellular matrix (ECM) architecture in three dimensions (3D). In addition, the study of the mesenchymal migration mode showed that it is dependent on Hck (a phagocyte-specific tyrosine kinase) and its ability to reorganize podosomes (ECM-degrading actin-rich structures) into rosettes. My thesis project was organized around two axes 1) the identification of substrates of Hck and the characterization of their role in the organization of podosomes and 3D migration of macrophages, and 2) the study of the 3D migration mechanisms of primary human monocytes/ macrophages within an in vitro tumor model: tumor cell spheroids. By a proteomic approach, I have identified potential partners and substrates of Hck, including the protein Filamin A (FLNa), a protein interacting with the actin cytoskeleton and integrins. Using different tools (recombinant proteins, antibodies, shRNA. . . ) I showed that: 1) Hck phosphorylates FLNa in vitro, 2) FLNa is localized to podosomes and is necessary for their organization as rosettes under the control of Hck, 3) the podosomes of FLNa-deficient cells have a shorter life span, and 4) the expression of FLNa is required for mesenchymal migration, but not for amoeboid migration of macrophages in a 3D ECM. Thus, FLNa could be a substrate of Hck necessary for the formation and stabilization of podosomes and their organization as rosettes, and is required for the mesenchymal migration of macrophages. In parallel, I developed a model of tumor cell spheroids, which allowed me to show that the infiltration of monocytes or macrophages in this in vitro tissue model of tumor is dependent on ROCK and proteases, signature of the use of the two migration modes. Then, when spheroids were embedded into ECM, I demonstrated that the presence of macrophages infiltrated into the spheroids is necessary to trigger the invasiveness of tumor cells. Indeed, macrophages infiltrate first the surrounding ECM and tumor cells follow macrophages in the matrix outside of the spheroid. Hck-/- macrophages, that are defective in mesenchymal migration, are significantly less effective in promoting the invasion of tumor cells. These results indicate that the activity of migration and matrix remodeling exerted by macrophages is prominent in tumor invasion. These results have established the migratory mode of macrophages infiltrating an in vitro tumor model and a mechanism required for tumor invasiveness promoted by macrophages. Thus during my thesis, I characterized the molecular and cellular mechanisms of 3D migration of human macrophages. Indeed, I have been able to: 1) identify a protein necessary for the mesenchymal migration of macrophages, 2) highlight the use by macrophages of the amoeboid and mesenchymal migration modes during their infiltration into an in vitro tumor model in 3D and 3) show that the matrix remodeling activity of macrophages during their migration plays a critical role in tumor cell invasion

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Baradari, Hiva. "Elaboration et fonctionnalisation thérapeutique de sphéroïdes phosphocalciques." Limoges, 2012. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/c45762a9-d727-43e1-be73-93a5568cf2cb/blobholder:0/2012LIMO4014.pdf.

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Les céramiques phosphocalciques, utilisées en chirurgie orthopédique en tant que substituts osseux, sont biocompatibles, bioactives, biorésorbables et osteoconductrices. L’intégration d’un réseau de pores dans ces substituts osseux accroit l’ostéointégration en favorisant l’invasion du support par les fluides biologiques et les cellules osseuses. Ces biocéramiques poreuses peuvent, après fonctionnalisation thérapeutique, être utilisées comme système de délivrance d’une molécule active (Drug Delivery System),. Le réseau de pores sert alors de réservoir au principe actif, permettant sa libération in situ et une réduction des effets secondaires par rapport à une administration par voie orale ou parentérale. L’objectif de ce travail est la réalisation et l’étude d’un système de délivrance constitué de sphéroïdes phosphocalciques poreux d’hydroxyapatite (HA) ou de phosphate tricalcique beta (β-TCP) fonctionnalisés par de l’ibuprofène, pour un traitement in situ de pathologies inflammatoires osseuses. Le chargement de l’ibuprofène est réalisé par imprégnation en solution. Afin d’étudier les mécanismes de l’adsorption, la localisation et la quantité de principe actif adsorbé, ainsi que les cinétiques de dissolution in vitro, plusieurs méthodes de caractérisation sont mises en oeuvre. Il est montré que le mécanisme d’adsorption est indépendant des caractéristiques physico-chimiques des sphéroïdes et des conditions d’imprégnation mais que la quantité adsorbée est fortement liée à la texture poreuse des sphéroïdes et à la nature du solvant d’imprégnation. Les essais de dissolution in vitro de l’ibuprofène dans un tampon phosphate à 37°C montrent que la libération de l’ibuprofène est rapide, indépendante de la composition chimique et des paramètres texturaux des grains, mais dépendante de la taille des sphéroïdes et de la répartition de l’ibuprofène sur les supports. Le relargage est plus rapide pour les grains de petite dimension et lorsque l’ibuprofène est adsorbé majoritairement sur la surface externe des sphéroïdes Calcium phosphate ceramics used as bone defect filler materials are biocompatible, bioactive, bioresorbable and osteoconductor. The presence of an interconnected pore network inside these bioceramics favors the attachment of bone cells and circulation of biological fluids. After being functionalized by therapeutic agents, these porous bioceramics can also be used as drug carriers in Drug Delivery Systems (Drug Delivery System). Indeed, the pore network play the role of therapeutic agent reservoir, allowing an in situ drug release which can reduce drug administration side effects compared to oral or parenteral administration. The present work investigates the combination of calcium phosphate porous pellets with ibuprofen, an anti-inflammatory agent, for bone filling and treatment of inflammatory pathologies. Two calcium phosphate compositions, hydroxyapatite (HA) and beta tricalcium phosphate (β-TCP) were chosen to be formed by wet high shear granulation method and they were loaded by ibuprofen via impregnation. In order to study the drug adsorption mechanisms, its localisation, the pellets drug content and the in vitro drug dissolution kinetics, several characterisation methods were used. The obtained results showed that the adsorption mechanism of ibuprofen on the porous pellets is independent from their physicochemical properties and the impregnation parameters. However, the adsorbed amount of the drug depends strongly on the textural properties of the pellets and the impregnation solvent. The in vitro dissolution kinetics trials in a phosphate buffer at 37°C shows the independence of release kinetics from the pellets chemical composition and texture but it depends on the pellets size. Besides, the dissolution kinetics are influenced by the ibuprofen distribution on outer surface and inside the pores

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Valentin, Loïse. "Développement de modèles de culture en 3D pour l’étude des maladies et des infections hépatiques humaines." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2022. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2022SORUS442.pdf.

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Abstract:

Les infections et maladies hépatiques sont une cause majeure de morbidité et de mortalité. Elles incluent des infections causées par des pathogènes hépatotropiques, comme le parasite Plasmodium, et des maladies d’origine non infectieuse causées notamment par des traitements médicamenteux, telle que la cholestase. L’hépatocyte humain primaire (PHH) est le type cellulaire de choix pour étudier ces infections et pathologies in vitro, mais il est nécessaire de développer de nouveaux modèles de culture plus proches de la physiologie des cellules in vivo et plus pertinents que les modèles 2D. C’est dans ce contexte que s’inscrit mon projet de thèse visant à développer des systèmes de culture en 3D de cellules hépatiques humaines. Les travaux menés ont conduit à la mise en place d’un modèle 3D sphéroïde scaffold-free de PHH viable et plus fonctionnel que le modèle 2D+. Les résultats montrent également que les sphéroïdes de PHH sont un modèle approprié pour la culture du stade hépatique de Plasmodium et suggèrent une meilleure sensibilité de ce modèle pour la prédiction d’activité de molécules antipaludiques. Dans le but d’améliorer la manipulation des sphéroïdes, la magnétisation des sphéroïdes à l’aide de nanoparticules (NS) a été testée. Les NS n’affectent ni la viabilité, ni les fonctions hépatiques des PHH, ni leur susceptibilité à l’infection par Plasmodium. Enfin, un modèle identique avec des cellules HepaRG a été utilisé pour tester une méthode de détection de la cholestase médicamenteuse à l’aide d’une nouvelle sonde fluorescente. Les résultats suggèrent que cette sonde peut être utilisée dans des modèles sphéroïdes pour l’évaluation de l’activité de molécules cholestatiques Liver infections and diseases are a major cause of morbidity and mortality. They include infections caused by hepatotropic pathogens, such as the Plasmodium parasite, and diseases of non-infectious origin caused in particular by drug treatments, such as cholestasis. The primary human hepatocyte (PHH) is the cell type of choice to study these infections and pathologies in vitro, but it is essential to develop new culture models closer to the physiology of cells in vivo and more relevant than 2D models. In this context, my thesis project aims to develop 3D culture systems for human liver cells. The work allowed to the establishment of a viable 3D spheroid scaffold-free model of PHH more functional than the 2D+ model. The results also demonstrate that PHH spheroids are an appropriate model for the culture of the liver stage of Plasmodium and would be more sensitive to antimalarial molecules. In order to improve the manipulation of spheroids, the magnetization of spheroids using nanoparticles (NS) was tested. NS do not affect the viability or hepatic functions of PHHs or their susceptibility to Plasmodium infection. Finally, an identical model with HepaRG cells was used to test a method for detecting drug induced cholestasis using a new fluorescent probe. The results proved that this probe can be used in spheroid models for the evaluation of the activity of cholestatic molecules

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Wang, Xiuyu. "Contractility-induced morphological transitions in smooth muscle cells." Thesis, université Paris-Saclay, 2021. http://www.theses.fr/2021UPAST031.

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Abstract:

Les crises cardiaques et les accidents vasculaires cérébraux sont la principale cause de mortalité dans le monde. La resténose et la thrombose sont parmi les complications les plus fréquentes du traitement de l'athérosclérose. Une étude montre que l'étendue des dommages induits par les dispositifs endovasculaires est sensiblement plus élevée pour une paroi artérielle rigide que pour une paroi souple. Les études sur les cellules musculaires lisses montrent que lorsqu'elles atteignent une densité critique, ces cellules peuvent passer spontanément de feuilles cellulaires plates à des amas tridimensionnels de type sphéroïde. La description des mécanismes physiques régissant l'émergence spontanée de ces intrigants amas tridimensionnels permet de mieux comprendre les troubles liés aux cellules musculaires lisses Heart attacks and strokes are the leading cause of mortality worldwide. Restenosis and thrombosis are among the most common complications of atherosclerosis treatment. Study shows that the extent of damage induced by endovascular devices is significantly higher for a rigid arterial wall than for a soft wall. The smooth muscle cell investigations demonstrate that upon reaching a critical density, these cells can spontaneously transition from flat cell sheets to three-dimensional spheroid-like clusters. The description of the physical mechanisms governing the spontaneous emergence of these intriguing 3-D clusters offers insight into smooth muscle cell-related disorders

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Charbonnier, Aldée. "De la recherche de matière noire à l'émission diffuse de rayons gamma dans l'expérience H.E.S.S." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00553807.

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Abstract:

L'astronomie gamma de très haute énergie (E > 30 GeV) révèle la présence de processus non thermiques dans l'Univers, et est devenue une discipline à part entière depuis quelques années. La majorité des objets observés jusqu'à présent sont ponctuels ou peu étendus spatialement. Des émissions diffuses sont néanmoins attendues, issues de l'interaction des rayons cosmiques se propageant dans la Galaxie avec le milieu interstellaire. Une étude préliminaire du potentiel de détection de ces émissions est entreprise pour le réseau de télescopes H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System). Cet instrument, fonctionnant depuis 2004, détecte la lumière Cherenkov émise par les gerbes de particules atmosphériques générées par les photons de très haute énergie. La méthode classique de soustraction de fond On-Off est étudiée. L'influence du bruit de fond de ciel sur le taux d'événements enregistrés est également analysée. La deuxième thématique de cette thèse concerne le potentiel de détection de la matière noire avec l'expérience H.E.S.S. Un code (baptisé CLUMPY) basé sur une approche semi-analytique est présenté. Il permet de calculer le flux de rayons gamma en provenance de l'annihilation de particules de matière noire, pour les structures et sous-structures de la Galaxie, les distributions étant spécifiées par l'utilisateur. Finalement, l'observation par H.E.S.S. de la galaxie naine sphéroïde Carina pendant ~15h a permis de placer une limite supérieure sur la section efficace d'annihilation du neutralino à ~1e-22 cm3/s.

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Camus, Duboc Marine. "Chimiosensibilisation de l’adénocarcinome canalaire du pancréas par la perturbation du microenvironnement tumoral et l’augmentation de la biodisponibilité dans la cellule tumorale : effets de la cavitation ultrasonore et de l’inhibition de nrf2." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2017. http://www.theses.fr/2017USPCB113.

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Abstract:

L’adénocarcinome pancréatique (AP) connaît une forte augmentation d’incidence, qui en fait la quatrième cause de mortalité par cancer avec un pronostic extrêmement sombre, moins de 5% des patients étant en vie à 5 ans. De nombreuses avancées dans la compréhension de l’oncogénèse pancréatique notamment sur les aspects génétiques, immunitaires et sur les interactions cellulaires du stroma tumoral ont permis d’envisager le développement de nouvelles stratégies de traitement. Cependant malgré des résultats pré-cliniques très encourageants aucune de ces stratégies n’a encore permis l’émergence d’un traitement plus efficace que la chimiothérapie standard. Ce travail de thèse a abordé 2 approches thérapeutiques innovantes distinctes mais potentiellement complémentaires dans le traitement de l’adénocarcinome pancréatique en étudiant in vitro (cultures cellulaire 2D et 3D) et in vivo (modèles ectopiques et orthotopiques) les effets sur la croissance tumorale de l’inhibition d’un acteur important du stress oxydant (la voie Nrf2) d’une part, de la combinaison d’une chimiothérapie liposomale et d’un agent physique, la cavitation ultrasonore, d’autre part. La cavitation ultrasonore est un effet mécanique des ultrasons permettant d’augmenter l’internalisation de molécules ou de gènes dans les cellules. Dans cette thèse, la faisabilité et l'efficacité de la combinaison d’une chimiothérapie liposomale ciblée par la cavitation ultrasonore a été évaluée dans des modèles murins orthotopiques d’AP. Un système de délivrance d’ultrasons a été adapté afin d’appliquer une cavitation inertielle focalisée sur des xénogreffes d’AP créées après l'injection de doxorubicine liposomale (L-DOX) selon une étude pharmacocinétique préliminaire réalisée dans un modèle murin. La L-DOX, conçue à base de phospholipides non saturés de dioleoylphosphatidyléthanolamine, connue pour être stable dans la circulation sanguine, a été choisie afin de maximiser son accumulation et le relargage du principe actif lors de la délivrance des ultrasons. Nous montrons que l’association de la L-DOX à la cavitation inertielle permet de réduire in vivo le volume tumoral dans un modèle orthotopique d’AP chez la souris nude. La cavitation inertielle peut donc augmenter l'effet antitumoral des liposomes porteurs de chimiothérapie avec un effet mécanique minimal sur le tissu environnant la tumeur.Des études récentes suggèrent que Nrf2 est une cible de choix pour vaincre la chimiorésistance de l’AP. Des méthodes in vitro et in vivo ont été utilisées afin d’examiner l'effet du brusatol associé à des agents chimiothérapeutiques de référence sur la mort cellulaire et son impact sur le stress oxydant. Nous montrons que l’inhibition de la voie Nrf2 par le brusatol, un composé naturel issu de Fructus Bruceae, potentialise les effets de la chimiothérapie et permet l’inhibition de la croissance tumorale in vitro sur des lignées cellulaires d’AP cultivées en 2D et 3D. Cette inhibition s’accompagne d’une modulation du stress oxydant dont témoignent l’augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS) et la diminution du glutathion (GSH). In vivo, la combinaison du brusatol et de l'oxaliplatine a réduit le volume tumoral dans deux modèles murins de xénogreffe d’AP. Ces résultats suggèrent l'efficacité du brusatol pour lutter contre la chimiorésistance et renforce l’hypothèse d’un rôle clinique potentiel de l’inhibition de Nrf2 comme adjuvant à la chimiothérapie dans l’AP. Un travail clinique a également été mené en parallèle sur une modalité de traitement physique innovante, la radiofréquence endobiliaire, dans la prise en charge endoscopique de l’ampullome vatérien, tumeur rare à la croisée entre le tube digestif et le système biliopancréatique. Les résultats de cette étude prospective multicentrique seront également présentés dans cette thèse Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) has increased in incidence over the past decade, leading it to be the fourth lethal cause of cancer in the world with a very poor prognosis, since less than 5% of patients are alive at 5 years. Many advances in the understanding of pancreatic tumorigenesis, notably on the genetic, immune and cellular stroma interactions of the tumor, have led to the development of new treatment strategies in the last decade. However, despite very encouraging pre-clinical results, none of these strategies has yet led to the emergence of a truly effective treatment in comparison with standard chemotherapy. This thesis focused on two innovative therapeutic modalities in the treatment of PDAC at a preclinical stage by studying in vitro (2D and 3D cell cultures) and in vivo (ectopic, orthotopic xenografts) the effects on the tumor growth of an inhibitor of the Nrf2 pathway (involved in oxidative stress), on the first hand, and of a physical element, ultrasound cavitation associated with liposomal chemotherapy, on the second hand. Ultrasound cavitation is a mechanical effect of ultrasound to increase the uptake of molecules or genes in cells. The feasibility and effectiveness of the combination of liposomal chemotherapy targeted by ultrasonic cavitation was evaluated in murin orthotopic models of PDAC. An ultrasound delivery system has been adapted to apply focused inertial cavitation to PDAC xenografts created after the injection of liposomal doxorubicin (L-DOX) according to a preliminary pharmacokinetic study carried out in the murine model. L-DOX, designed on unsaturated phospholipids of dioleoylphosphatidylethanolamine, was known to be stable in the bloodstream and to maximize its accumulation and release of the active drug during ultrasound delivery. This thesis shows that this therapeutic combination (L DOX and inertial cavitation) makes it possible to reduce the tumor volume in vivo in a nude mouse orthotopic model of PDAC. Inertial cavitation may be generated to increase the therapeutic effect of chemotherapybearing liposomes accumulated in the tumor with minimal mechanical effect on the surrounding tissue. Recent studies strongly suggest that Nrf2 is an ideal target against chemoresistance of PDAC. In vitro and in vivo methods were combined to examine the effect of brusatol associated with chemotherapeutic agents on cell death in addition to its impact on oxidative stress (reactive oxygen species and gluthation levels). This thesis demonstrates that the inhibition of the Nrf2 pathway via brusatol, a natural compound derived from Fructus Bruceae, potentiates the effects of chemotherapy and allows the inhibition of tumor growth in vitro on PDAC cell lines. This inhibition is accompanied by a modulation of oxidative stress by brusatol, with increasing ROS and decreasing GSH. In vivo, the combination of brusatol and oxaliplatin reduced tumor volume in two mouse models of PDAC xenograft. These results suggest the efficacy of using brusatol to combat chemoresistance and reinforce the idea that brusatol could be developed as an adjuvant to chemotherapy in PA. Clinical work was also carried out in parallel on an innovative physical treatment modality, endobiliary radiofrequency, in the management of adenoma of the ampoule of Vater, a rare tumor located between the digestive and the bilio-pancreatic systems. The results of this work will also be presented in this thesis

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Niwinski, Krzysztof. "Influence de la fonctionnalité de dérivés cellulosiques sur la comprimabilité de sphéroïdes médicamenteux." Montpellier 1, 2009. http://www.theses.fr/2009MON13504.

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Abstract:

Le développement des sphéroïdes médicamenteux par le procedé d'extrusion et de sphéronisation trouve des applications innovantes dans le développement et l'élaboration de comprimés bi-actifs (association synergique de deux principes actifs). La fonctionnalité d'excipients, polymères naturels dérivés de la cellulose constitue un intérêt majeur pour la formulation de ces systèmes multiparticulaires et leur aptitude à la transformation. Deux dérivés, l'hydropropylméyhylcellulose (HPMC) et l'acéto-succinate d'hydroxypropylméthylcellulose (HPMCCAS) ont été particulièrement étudiés dans ce travail. Deux principes actifs antihypertenseurs, l'aténolol et la nifédipine ont été sélectionnés pour une association thérapeutique synergique au sein d'un même monolithe. La conception de sphéroïdes à base de nifédipine, prinicpe actif à solubilité aqueuse réduite a été appréhendée par l'élaboration intermédiaire d'une dispersion solide, à base de HPMCCAS en appliquant le procédé de co-précipitation/dépôt. Le développement des sphères d'aténolol s'est appuyé sur la sélection d'HPMC en association ternaire avec du lactose et la cellulose microcristalline siliciée (SCMC). Les études de caractérisation physico-chimiques (thermo-microscope, DSC,. . . . ) et les analyse d'aptitude à la libération des actifs à partir des systèmes sphériques élaborés ont démontré l'intérêt de cette approche du génie des produits formulés. L'investigation des fonctions d'usage des sphères de nifédipine et des sphères d'aténolol a été engagée par une analyse de leurs propriétés mécaniques( résistance à l'écrasement, indice de sphéricité, angles de repos, cinétiques de transfert des actifs à partir des systèmes monolithiques élaborés ont été analysées. Leur modélisation mathématique, appliquant les modèles de Higushi et Kormeyer-Peppas a démontré l'intérêt biopharmaceutique de la conception de comprimés bi-actifs à base de sphéroïdes, à libération immédiate (aténolol) et prolongée (nifédipine) pour le développement de futurs schémas thérapeutiques dans le traitement de l'hypertension artérielle.

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Jorand, Raphaël. "Amélioration des voies de détection et d'illumination d'un microscope SPIM pour l'imagerie 3D des sphéroïdes." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2267/.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse a été d'améliorer la qualité des images de sphéroïdes de cellules cancéreuses, en travaillant à la fois sur la voie de détection et sur la voie d'illumination d'un microscope à feuille de lumière. Nos travaux ont permis de montrer d'une part qu'il était possible d'améliorer la qualité des images en profondeur en utilisant une boucle d'optique adaptative, composé d'une miroir déformable et d'un analyseur de front d'onde de type Shack-Hartmann. Pour faire fonctionner cette boucle, il est nécessaire d'utiliser des objets ponctuels fluorescents classiquement nommés " étoiles guides ", sur lesquelles notre travail s'est également porté. D'autre part, nous avons comparé différentes modalités d'illumination en feuillet de lumière (excitation 1 photon versus 2 photons, faisceau Gaussien ou faisceau de Bessel. . . ). Nous avons également développé une méthode objective permettant une standardisation des résultats obtenus The aim of our thesis work was to improve spheroid imaging quality focusing on the study and development of both illumination and detection path of the SPIM. This work shows the possibility to improve deep image quality by using an adaptive optics loop consisting of a deformable mirror and a Shack Hartmann wavefront sensor. In order to work, the loop needs fluorescent source points known as "guide stars", which was also a part of our study. Furthermore, we have also compared different light sheet illumination modalities (1 photon versus 2 photons, Gaussian beam or Bessel beam. . . ) as well as developing an automated and standardized image analysis procedure

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Griffon, Geneviève. "Radio- et chimiosensibilité in vitro de sphéroïdes tumoraux multicellulaires issus de carcinomes ovariens humains." Nancy 1, 1995. http://www.theses.fr/1995NAN10437.

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Bastid, Philippe. "Comportement thermomécanique de fontes à graphite sphéroïdal pour collecteurs d'échappement." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 1995. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003288.

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Abstract:

L'augmentation des performances des moteurs conduisent à un accroissement des températures dans les collecteurs d'échappement. Les fontes ferritiques, GS50 ou SiMo, utilisées par RENAULT présentent des évolutions microstructurales à température élevée (800oC) qui peuvent compromettre leur résistance. Plutôt que d'adopter des matériaux plus résistants, mais plus chers, une meilleure connaissance des évolutions microstructurales des fontes GS et de leur comportement permettraient d'optimiser la géométrie des pièces dans la recherche d'un compromis légèreté-fiabilité. Une expertise de collecteurs vieillis sur banc, comparés aux mêmes pièces à l'état brut, a permis de recenser trois principaux modes d'endommagement : oxydation, décarburation et transformation de phases. Ils ont été étudiées par des essais de vieillissement isotherme et anisotherme. Les cinétiques d'oxydation et de décarburation ont été déterminées à différentes températures. La connaissance des mécanismes de vieillissement ont permis de reproduire sur des éprouvettes massives certaines des microstructures observées. Les matériaux décarburés et bruts de coulée ont été comparés lors d'essais de dilatométrie et de fatigue oligocyclique. Et des lois de comportement élasto-viscoplastiques des nuances brutes et vieillies ont été identifiées. Des essais de fatigue thermique ont été simulés avec une bonne précision à partir des lois de comportements déterminées par des essais isothermes. Les résultats de simulation d'essais thermomécaniques sur des matériaux en partie décarburés, effectués sur une géométrie simple, sont suffisamment satisfaisants pour envisager d'étendre ces calculs à des collecteurs d'échappement.

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Bastid, Philippe. "Comportement thermomecanique de fontes à grahite sphéroïdal pour collecteurs d’échappement." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP1520.

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Abstract:

L’augmentation des performances des moteurs conduisent à un accroissement des températures dans les collecteurs d’échappement. Les fontes ferritiques, GS50 ou SiMo, utilisées par RENAULT présentent des évolutions microstructurales à température élevée (800oC) qui peuvent compromettre leur résistance. Plutôt que d’adopter des matériaux plus résistants, mais plus chers, une meilleure connaissance des évolutions microstructurales des fontes GS et de leur comportement permettraient d’optimiser la géométrie des pièces dans la recherche d’un compromis légèreté-fiabilité. Une expertise de collecteurs vieillis sur banc, comparés aux mêmes pièces à l’état brut, a permis de recenser trois principaux modes d’endommagement : oxydation, décarburation et transformation de phases. Ils ont été étudiées par des essais de vieillissement isotherme et anisotherme. Les cinétiques d’oxydation et de décarburation ont été déterminées à différentes températures. La connaissance des mécanismes de vieillissement ont permis de reproduire sur des éprouvettes massives certaines des microstructures observées. Les matériaux décarburés et bruts de coulée ont été comparés lors d’essais de dilatométrie et de fatigue oligocyclique. Et des lois de comportement élasto-viscoplastiques des nuances brutes et vieillies ont été identifiées. Des essais de fatigue thermique ont été simulés avec une bonne précision à partir des lois de comportements déterminées par des essais isothermes. Les résultats de simulation d’essais thermomécaniques sur des matériaux en partie décarburés, effectués sur une géométrie simple, sont suffisamment satisfaisants pour envisager d’étendre ces calculs à des collecteurs d’échappement The increased output of automotive engines leads to higher temperature levels in exhaust manifolds. The ferritic cast irons (GS50 and SiMo) used by RENAULT experience microstructural evolutions at high temperature (800oC), that can be detrimental for their resistance. Rather than choosing more expensive higher grade materials, the better knowledge of the microstructural evolutions of GS cast irons and their behaviour would allow the optimisation of the component towards a compromise between light weight and reliability. Three main damage mechanisms were identified in a survey of bench-tested manifolds: oxidisation, decarburisation and phase transformation. They have been quantitatively investigated by isothermal and thermal cycling testing. The oxidisation and decarburisation kinetics were determined for various temperatures. Owing to the knowledge of these ageing mechanisms, specimens whose microstructures were similar to those observed were produced. As-cast and aged materials were compared in a testing program including dilatometry and low cycle fatigue tests. The parameters of constitutive equations for elastic-visco-plastic behaviour were identified for the as cast and aged materials. Results of thermal fatigue models, using the constitutive behaviour identified from isothermal tests, were in good agreement with experimental data. Thermo-mechanical analyses of partly decarburised specimens compared well with testing results, showing that the model can be applied to components of complex geometry, such as exhaust manifolds

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Guillemer-Neel, Clervie. "Comportement mécanique et endommagement de la fonte à graphite sphéroïdal." Compiègne, 1999. http://www.theses.fr/1999COMP1184.

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Les mécanismes d'endommagement sous sollicitation monotone et pour différents taux de triaxialité (x) ont été étudiés expérimentalement. Le comportement mécanique est caractérisé en termes de composantes de l'écrouissage : contraintes effective (interactions à courte distance) et interne (interactions à longue distance) l'influence du dommage est finalement considérée via l'écriture d'un potentiel plastique pour matériaux poreux (type Gurson-Tvergaard). La fonte GS comporte plusieurs niveaux d'hétérogénéités microstructurales jouant un rôle primordial sur les cinétiques de dommage : biphasage, microtexture des grains ferritiques autour des inclusions, hétérogénéité de fraction volumique locale des particules. L'étude de l'endommagement repose sur la méthode de l'approche locale de la rupture. La germination des cavités dans la fonte est continue en fonction d'une contrainte macroscopique Z c (distribution normale de la cinétique en accord avec Chu-Needleman). Le caractère continue résulte de phénomènes d'interaction entre inclusions proches et de l'hétérogénéité de fraction volumique locale. La caractérisation de la croissance des cavités permet d'identifier les paramètres qi, q2 du potentiel de Gurson-Tvergaard. Une fraction volumique critique de dommage est finalement établie en fonction du taux de triaxialité. Cette dépendance est expliquée par des mécanismes de coalescence différents selon x. L'importance des hétérogénéités nécessite de distinguer la nature de l'écrouissage. Une modification du potentiel de Gurson-Tvergaard est alors proposée. Une excellente corrélation est obtenue entre comportements expérimental et modélisé (x = 1/3). On démontre ainsi que dans la fonte GS, seul l'écrouissage effectif est directement affecté par le dommage (constatation validée expérimentalement par des essais sur fonte initialement poreuse (décarburée)).

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Kaissar, Abboud Mira. "Modélisation électromagnétique des propriétés radiatives des micro-organismes de forme sphéroïdale." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2016. http://www.theses.fr/2016CLF22720/document.

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La production de carburants est possible à partir d’eau, d’énergie solaire et de CO2 par la voie de la photosynthèse artificielle. L’optimisation de ce processus est un thème de recherche de l’Institut Pascal. À la petite échelle contrôlant ce procédé, il est indispensable de déterminer les propriétés radiatives des microalgues photosynthétiques pour résoudre l’équation de transfert radiatif au sein des photobioréacteurs. La grande variété des micro-organismes liée à la forme, à l’élongation et aux paramètres de taille fait que la mise en œuvre des méthodes numériques existantes échoue pour des raisons de précision ou de capacité mémoire. De nombreuses communautés scientifiques se heurtent à ce problème d’électromagnétisme non encore résolu surtout pour les particules de grands paramètres de taille. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont consisté à résoudre ce problème par la méthode modale de Fourier, une méthode numérique a priori développée et optimisée pour modéliser les problèmes de l’optique électromagnétique. Dans cette méthode, chaque micro-organisme est approché par un empilement de couches ce qui revient à approcher son profil par des marches d’escalier. L’approche proposée a été validée par comparaison avec les résultats disponibles dans la littérature. Une validation expérimentale des calculs théoriques a également été faite dans le domaine des micro-ondes grâce à une collaboration avec l’équipe HIPE de l’Institut Fresnel (Marseille, UMR 7249). Les résultats obtenus montrent la pertinence de la méthode développée The production of fuels is possible from water, solar energy and CO2 through artificial photosynthesis. The optimization of this process is a research topic of Pascal Institute. At a small scale controlling this process, it is essential to determine the radiative properties of photosynthetic microalgae to solve the radiative transfer equation in photobioreactors. The wide variety of microorganisms related to the form, the elongation and size parameters make that the implementation of existing numerical methods fails because of lack of accuracy or memory. Many scientific communities face this problem of electromagnetism unresolved especially for particles of large size settings. The work achieved in this research is aimed at solving this problem by the Fourier modal method which is a numerical method first developed and optimized for modelling the electromagnetic optics problems. In this method, each microorganism is approached by a stack of layers which leads to replace the profile by the staircase approximation. The proposed approach was validated by comparison with results available in the literature. An experimental validation of theoretical calculations was also made in the microwave spectrum thanks to a collaboration with the HIPE team from Fresnel Institute (Marseille, UMR 7249). The results show the accomodation of the developed method

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Dong, Ming-Jing. "Effet de l'endommagement sur la ténacité de la fonte à graphite sphéroïdal." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1995. http://www.theses.fr/1995ECAP0392.

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Abstract:

Cette étude porte sur l'influence de l'endommagement sur la loi de comportement et sur la ténacité de la fonte a graphite sphéroïdal. La microstructure des fontes GGG 40, GS 52 5%, GS 52 25%, a été caractérisée par analyse à la microsonde, observation au MEB, et analyse d'images. L’endommagement est décrit d'une part à l'échelle macroscopique par les paramètres D, le coefficient de dilatance et l'évolution du coefficient de poisson plastique, et d'autre part a l'échelle microscopique par observation au MEB des différents stades de la décohésion de l'interface graphite/matrice. Nous trouvons que la décohésion apparait des les premiers stades de la déformation plastique macroscopique. D augmente de 30% quand la déformation plastique varie de 0 à 2%, puis l'endommagement se stabilise jusqu'a la rupture finale. Les différents types de graphite donnent les mécanismes d’endommagement différent. La fonte ne peut donc pas être considérée comme un matériau dense. La contrainte critique à l'interface pour la décohésion est de 82 MPA. La modélisation numérique de la loi de comportement montre que en tenant compte des effets du palier de plasticité, de l'empilement des nodules, des contraintes résiduelles, les nodules de graphite peuvent être remplacés par des cavités en accord avec les observations des mécanismes d'endommagement. La taille de la zone endommagée en tête de fissure a été déterminée par observation sur une éprouvette CT 25 de fonte GGG 40 et par des calculs analytique et numérique rendant compte de l'effet de la contrainte hydrostatique. Les résultats expérimentaux et ceux des modèles montrent bien que l'endommagement joue un rôle important dans le cas des éprouvettes CT 25. L’endommagement en tête de fissure modifie la valeur conventionnelle de kC, et entraine une augmentation de la ténacité par comparaison avec celle de la matrice massive. En présence de cavités nous montrons que, l'état de contrainte ne joue pas le même rôle sur la taille de la zone plastique que dans les matériaux denses.

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Judée, Florian. "Liquides activés par jet de plasma froid pour le traitement sélectif du cancer colorectal : synthèse, caractérisation et essais thérapeutiques sur modèles cellulaires 3D in vitro et in vivo." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30344/document.

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Abstract:

Les dispositifs plasma à la pression atmosphérique (PA) produisent de nombreuses espèces actives physiques (photons, particules chargées, champ électriques etc.) et chimiques (radicaux libres, espèces réactives de l'oxygène, espèces réactives de l'azote etc.). Ces espèces connues pour leurs effets biologiques directs ou indirects font de l'utilisation des jets de plasmas froids à la PA pour des traitements biomédicaux un sujet de recherche en plein développement. La recrudescence des cas de radiorésistance et chimiorésistance chez les micro-organismes et les cellules cancéreuses impose la recherche de nouveaux modes de traitements innovants. C'est dans ce contexte général que s'inscrit les travaux présentés ici dont l'enjeu majeur est la compréhension des mécanismes d'actions des plasmas froids à la PA sur le cancer colorectal (deuxième cause de mortalité par cancer en France). Le travail de thèse présenté concerne l'utilisation d'un modèle biologique in-vitro (sphéroïde tumoraux multicellulaire du cancer du côlon HCT116) en 3 dimensions qui permet de prendre en compte des paramètres déterminants dans la prolifération tumorale. Ce modèle permet ainsi une meilleure prédiction des résultats in vivo dans l'objectif d'une étude clinique ultérieure. De plus les cinétiques de créations des espèces actives ont été étudiées dans leur globalité depuis le dispositif plasma jusqu'aux interactions intracellulaires à partir d'analyses physiques, biologiques et chimiques. Le traitement indirect par utilisation de liquides activés par jet de plasma d'hélium a été privilégié pour élaborer un traitement endoscopique du cancer colorectal. L'ensemble des travaux menés sur l'observation des interactions des liquides activés par plasma sur les sphéroïdes tumoraux multicellulaires a permis de révéler deux modes d'actions distincts. Le premier étant une génotoxicité du liquide activé induite par la présence de peroxyde d'hydrogène dont l'action induit une cassure double brin de l'ADN intracellulaire conduisant les cellules à la mort par apoptose. Une interaction directe des radicaux libres produits dans le milieu avec les composants de ce dernier (acides aminés, glucose, etc.) ainsi que la présence de nitrites et nitrates induisent également un effet antiprolifératif à long terme du milieu activé par plasma sur les tumeurs HCT116. Différentes méthodes comme la résonance paramagnétique électronique et la spectroscopie d'émission optique ont permis de révéler des voies de création possibles conduisant à la formation de ces espèces actives. Des campagnes d'essais thérapeutiques ont permis d'évaluer la capacité des liquides activés par plasma à cibler davantage les cellules cancéreuses plutôt que les cellules saines ce qui en fait une méthode de traitement sélectif particulièrement prometteuse. Le développement et la caractérisation d'un second jet de plasma d'argon a été réalisé avec l'objectif d'optimiser l'effet antiprolifératif des plasmas sur les tumeurs tout en tenant compte des contraintes imposées par l'utilisation d'un tel dispositif pour le traitement du cancer colorectal Plasma devices at atmospheric pressure (AP) generate many physical active species (photons, charged particles, electric field, etc.) and chemical (free radicals, reactive oxygen species, reactive nitrogen species, etc...). This species are well known for their direct or indirect biological effects thus biomedical treatment by low temperature plasma jets at AP is currently a hot research topic. The upsurge of radioresistance and chemoresistance of microorganisms and cancer cells requires the development of new biomedical treatment. In this general context, the present work is a step towards the understanding of the effect induced by low temperature plasma jets at atmospheric pressure on colorectal cancer (second leading cause of death by cancer in France). This thesis focuses on the implementation of an in vitro biological model (multicellular tumor spheroid of colorectal cancer HCT116) in 3 dimensions which allows to take into account key parameters in tumor proliferation. This model is also well suited for the prediction of in vivo results in the aim of a subsequent clinical study. Further research about kinetic reactions of active species has been studied from the plasma device up to intracellular interactions through physical, biological and chemical analyses. Indirect treatment of tumors was carried out through helium plasma jet activated liquids. This solution was chosen for its relevance for endoscopic treatment of colorectal cancer. Interaction between plasma activated liquid and multicellular tumor spheroids has shown two distinct pathways. The first one is the genotoxicity of activated medium induced by the occurrence of hydrogen peroxide which induced DNA damages once penetrated in intracellular medium and leading to cell death by apoptosis. A direct interaction between free radicals generated in liquid medium and the latter components (amino acids, glucose, etc.) associated with the occurrence of nitrites and nitrates induces a long-term antiproliferative effect of plasma activated liquid. Chemical pathways of the formation of these active species were identified by using different analysis techniques such as electron paramagnetic resonance and optical emission spectroscopy. Therapeutic analysis have also demonstrated that plasma activated liquid damage preferentially colon cancer cells rather than healthy cells making it a particularly promising selective treatment method. The design and the characterization of a second plasma jet using argon as a carrier gas was carried out with the aim to improve the antiproliferative effect of plasmas on tumors while taking into account the requirement for the use of such device for colorectal cancer treatment

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Aubert, Marine. "Modélisation de la migration de cellules tumorales : évolution in vitro de sphéroïdes de cellules issues de glioblastomes." Phd thesis, Université Paris-Diderot - Paris VII, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00341905.

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Abstract:

Le glioblastome est une tumeur cérébrale maligne particulièrement agressive et le pronostic vital des patients atteints par cette tumeur est très mauvais. La médiane de survie est de l'ordre de 12 mois même lorsqu'une stratégie thérapeutique a pu être mise en place. Un des facteurs qui pourrait expliquer la dificulté à traiter ces tumeurs par voie chirurgicale est l'invasion des cellules tumorales dans le tissu sain environnant. De plus, les mécanismes à l'origine de ce phénomène sont, en partie, méconnus. L'objectif que nous nous étions fixé pour mon travail de thèse était de s'intéresser à ces mécanismes d'invasion en étudiant la migration in vitro de cellules tumorales issues de glioblastomes. Pour cela, nous avons créé un modèle de migration microscopique, basé sur un automate cellulaire, reproduisant la migration de cellules tumorales sur deux substrats différents : substrat de collagène et monocouche d'astrocytes. Les cellules migrent selon des règles prédéfinies et dépendant des interactions (de contact ou à plus longue portée) introduites. La confrontation des simulations avec les expériences a permis de valider le modèle et de mettre en évidence deux phénomènes : une communication par contact entre cellules tumorales et entre cellules tumorales et astrocytes (cette dernière favoriserait l'invasion des cellules tumorales) et la sécrétion à partir de la masse tumorale d'une substance chimio-répulsive favorisant sur la migration des cellules. Afin de décrire l'évolution d'une masse tumorale plus réaliste, nous avons construit et validé un modèle macroscopique (équation de diffusion non linéaire) à partir de l'automate, en tenant compte des interactions entre cellules tumorales.

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Chevalier, Emilie. "Sphéroïdes phosphocalciques poreux pour implantation osseuse et libération d’ibuprofène : intérêt de la granulation humide à haut cisaillement." Limoges, 2008. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/1f1ce179-2805-41b4-964b-1ec91642840a/blobholder:0/2008LIMO310H.pdf.

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Abstract:

Les substituts osseux synthétiques, notamment les céramiques à base de phosphate de calcium, sont très utilisés en chirurgie pour le comblement de défauts osseux. En effet, ces matériaux biocompatibles en raison d’une composition chimique proche de celle de la phase minérale de l’os, peuvent se lier à ce dernier et agir comme un support à la repousse osseuse. De plus, ils peuvent être utilisés comme systèmes de délivrance d’une molécule active, afin de cibler la zone de relargage, de limiter les effets secondaires systémiques et d’optimiser la biodisponibilité. Parmi les différentes formes disponibles, les sphéroïdes présentent l’avantage d’assurer le comblement de cavités à géométrie complexe tout en garantissant une macroporosité, dont la taille est gérée par le diamètre des agglomérats, et qui est favorable à la repousse osseuse. Dans ce travail, des grains phosphocalciques sont produits par granulation humide à faible et à haut cisaillement en présence d’un liant organique (polyvinylpyrrolidone ou amidon prégélatinisé), éliminé par traitement thermique ultérieur pour créer la microporosité favorable au chargement en molécule active et nécessaire aux échanges liquidiens. Le travail expérimental a permis de sélectionner l’amidon à la concentration de 10 % pour l’obtention en granulateur Mi-Pro de sphéroïdes répondant aux spécifications fixées dans le cadre de cette étude. Les grains préparés par granulation à faible cisaillement sont plus poreux que les sphéroïdes obtenus par granulation à haut cisaillement, mais sont plus friables et moins sphériques. Les grains sont ensuite chargés en ibuprofène par imprégnation sous vide d’une solution éthanolique du principe actif. La caractérisation approfondie des sphéroïdes fonctionnalisés a mis en évidence le comblement progressif de la porosité conjointement au dépôt en surface de l’ibuprofène. De plus, pour les fortes teneurs en principe actif, il a été montré que la quantité d’ibuprofène déposé à la surface des sphéroïdes Mi-Pro est plus importante que celle présente sur les grains Kenwood. Cette localisation semble s’expliquer par la plus faible porosité des grains Mi-Pro et par leur morphologie favorable à un dépôt de surface régulier. L’étude des cinétiques de libération de la molécule active, à l’aide de trois dispositifs normalisés, n’a pas démontré d’influence significative du procédé de fabrication. En revanche, le dispositif à flux continu, et particulièrement la cellule en T, ont montré leur intérêt pour l’étude des cinétiques de dissolution de molécules actives à partir de substrats implantables en site osseux en raison des volumes de milieu et des conditions hydrodynamiques mis en jeu Bone substitutes, especially calcium phosphate based ceramics are widely used in surgery for bone defect filling. In fact, due to their chemical composition close to bone mineral phase, they are biocompatible, bioactive and osteoconductive. Simultaneously, they can be used as drug delivery systems allowing drug substance targeting, limiting systemic side effects and increasing the bioavailability. Among all physical presentations, pellets present several interests. They allow filling of complex-shaped cavities while keeping a regular macroporosity, depending on the granule median diameter, necessary for bone ingrowth. In this work, phosphocalcic granules are produced by low or high shear wet granulation with an organic binder (polyvinylpyrrolidone or pregelatinized starch), further removed by heat treatment in order to create microporosity favourable to the drug loading and necessary for liquid exchanges. Pellets, produced with 10 % starch in Mi-Pro high shear mixer granulator, are consistent with the specifications established in this work for their use as bone implants. Granules obtained by low shear granulation are more porous but more friable and less spherical than Mi-Pro pellets. The two types of granules are then loaded with ibuprofen by a solvent evaporation method from an ethanolic ibuprofen solution. Characterizations of loaded granules, show the progressive pore filling and the simultaneous surface deposition of ibuprofen, as the drug content increases. Moreover, the quantity of ibuprofen deposited on the surface is higher in the case of Mi-Pro pellets, probably due to their lower porosity and their higher sphericity, favourable to regular coating. Ibuprofen release kinetics, studied with three standard dissolution apparatuses, do not seem to be affected by the granulation process. The flow through cell, especially the T cell, is interesting for drug release study of drug substance carriers intended for bone defect filling

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Bazzali, Emmanuelle. "Résonances d’objets élastiques en géométries elliptique et sphéroïdale; symétrie et levée de dégénérescence." Thesis, Corte, 2014. http://www.theses.fr/2014CORT0015/document.

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Abstract:

Le thème central de cette thèse est l'étude des résonances pour le problème intérieur en élastodynamique (géométries elliptique et sphéroïdale), et pour le problème de diffusion en acoustique (géométrie elliptique). On s'intéresse en particulier à la levée de dégénérescence des résonances liée à la brisure de symétrie de l'objet lors de la transition du disque circulaire vers le disque elliptique (2D), et de la sphère vers le sphéroïde (3D). Ce phénomène est étudié et interprété d'un point de vue théorique en prenant en compte les symétries de l'objet à l'aide de la théorie des groupes. Cette approche est complétée par une modélisation numérique et une partie expérimentale. En 2D, nous étudions le problème intérieur pour un disque elliptique élastique (étude des modes résonants) et le problème de la diffusion acoustique par des cylindres elliptiques élastiques. Ils sont traités à partir du formalisme modal combiné à la théorie des groupes dans le contexte vectoriel de l'élastodynamique. La levée de dégénérescence est observée théoriquement mais aussi expérimentalement en diffusion. La méthode simplifie considérablement le traitement numérique des problèmes étudiés, fournit une classification des résonances selon les 4 représentations irréductibles du groupe de symétrie C2v (associé à la géométrie elliptique) et donne une interprétation physique de la levée de dégénérescence en termes de brisure de symétrie. Une partie expérimentale en spectroscopie ultrasonore vient compléter l'étude théorique du problème de diffusion. Une série d'expériences en cuve est menée dans le cas de cylindres elliptiques de différentes excentricités en aluminium immergés dans l'eau, dans la bande de fréquence 0 ≤ kr ≤ 50, où kr est le nombre d'onde réduit dans le fluide. Les résultats expérimentaux présentent un très bon accord avec les résultats théoriques, la levée de dégénérescence est observée expérimentalement sur des fonctions de forme et mise en évidence sur des diagrammes angulaires. Le problème intérieur en 3D est traité expérimentalement à partir de la génération et la détection optiques d'ondes élastiques. Une série d'expérimentations sur des objets tridimensionnels (sphère, sphéroïdes oblates et prolates de différentes excentricités) en aluminium est réalisée. Ils sont mis en vibration par impacts laser et les mesures de vitesse et de fréquence s'effectuent par vibrométrie laser. On réalise ainsi une comparaison qualitative entre la théorie 2D et l'expérience 3D. Les mesures sont menées à la fois dans les domaines temporel et fréquentiel pour mettre en évidence la levée de dégénérescence d'une part, et l'onde de Rayleigh qui se propage sur la surface des objets d'autre part. Nous identifions deux trajets pour cette onde en géométrie sphéroïdale, l'un circulaire et l'autre elliptique.Enfin, dans le cadre des problèmes intérieurs 2D et 3D, on donne une interprétation en termes de rayons à travers la dualité entre le spectre des résonances et le spectre des longueurs des orbites périodiques (OPs), avec la mise en évidence du phénomène de conversion de mode et l'identification de l'onde de Rayleigh. Un phénomène, nouveau à notre connaissance, vient s'ajouter au phénomène de bifurcation de certaines orbites. Au cours de la déformation vers le disque elliptique, les orbites avec conversion de mode du disque circulaire se séparent en deux orbites dont les longueurs sont associées aux trajets minimal et maximal qu'elles parcourent. Cette observation s'interprète comme une conséquence du théorème de Fermat. Dans le cas du sphéroïde, on retrouve les orbites du disque circulaire dans le plan équatorial et celles du disque elliptique dans le plan méridien. Nous mettons également en évidence les pics associés aux deux trajets parcourus par l'onde de Rayleigh sur le spectre des OPs Resonances for the interior problem in elastodynamics and the acoustic scattering problem are considered in elliptical and spheroidal geometries. Interest is focused on the splitting up of resonances which occurs when the symmetry is broken in the transition from the circular disc to the elliptical one (2D), and from the sphere to the spheroid (3D). From the theoretical point of view, this physical phenomenon is studied and interpreted taking into account the symmetries of the object with the help of group theory. This approach is completed by a numerical modeling and an experimental part. As far as the two dimensional problems are concerned, the interior problem for an elliptical elastic disc (study of resonant modes) and the acoustic scattering problem for infinite elliptical elastic cylinders are studied combining modal formalism and group theory in the vectorial context of elastodynamics. The splitting up of resonances due to the circular symmetry breaking is not only theoretically observed but also experimentally for the scattering problem. The method significantly simplifies the numerical treatment of the problems studied, provides a full classification of resonances over the 4 irreducible representations of the symmetry group C2v (associated with the elliptical geometry) and gives a physical interpretation of the splitting up in terms of symmetry breaking of the symmetry group O(2) (invariance under rotation). An experimental part based on ultrasonic spectroscopy complements the theoretical study of the scattering problem. A series of tank experiments is carried out in the case of aluminum elliptical cylinders immersed in water, in the frequency range 0 ≤ kr ≤ 50, where kr is the reduced wave number in the fluid. The experimental results provide a very good agreement with the theoretical ones, the splitting up is observed on experimental form functions and the split resonant modes are identified on angular diagrams. The interior problem in 3D is studied by means of an experimental approach based on the optical generation and detection of elastic waves. A series of experiments is performed on three-dimensional objects in aluminium. These objects (sphere, prolate and oblate spheroids of various eccentricity) are excited by laser impacts, and the velocity and frequency measurements are carried out by laser vibrometry. Theory and experiments are qualitatively compared. The measurements are performed in both the frequency and time domains to highlight the splitting up of resonances on one hand, and the Rayleigh wave propagating on the surface of the objects on the other hand. We emphasize two paths for this surface wave in spheroidal geometry: a circular one in the equatorial plane and an elliptical one in the meridian plane. Finally, in the context of the interior problems in 2D and 3D, a physical interpretation of resonances in terms of geometrical paths is provided. Mode conversion is highlighted and the Rayleigh wave is identified on the periodic orbits lengths spectrum.In addition to the bifurcations of some periodic orbits, a phenomenon, new to our knowledge, appears. The orbits with mode conversion of the circular disc split in two orbits when the transition to the elliptic disc occurs. The lengths of these orbits are associated with the minimal and maximal travel paths. This observation is interpreted from Fermat's theorem.For the spheroid, orbits of the circular disc and those of the elliptical disc are recovered in the equatorial and meridian planes respectively. We also emphasize the peaks associated with the travel paths of Rayleigh wave in spheroidal geometry appearing on the periodic orbits spectrum

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Dirheimer, Luca. "Ciblage de modèles cellulaires 3D par des agents de contrastes fluoresçant dans le proche infrarouge : application à la chirurgie guidée par la fluorescence des cancers de la tête et du cou." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2024. http://www.theses.fr/2024LORR0159.

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Abstract:

La résection chirurgicale constitue le traitement de première intention des cancers de la tête et du cou (HNSCC). La berge peropératoire est un facteur de pronostic majeur pour la survie globale des patients. Actuellement, il existe peu d’outils pour discriminer de manière fiable et en temps réel le tissu tumoral du tissu sain. La chirurgie guidée par la fluorescence (FGS) proche infrarouge (NIR) est une méthode d’imagerie utilisant le marquage fluorescent des tissus tumoraux afin de fournir une image de contraste augmentée. Le but de ces travaux est l’étude de la distribution de Quantum Dots (QDs) et d’IRDye-680, deux agents de contrastes fluorescents, couplés au peptide A20FMDV2 afin de cibler les cellules tumorales ORL au travers de l’intégrine αVβ6, surexprimée dans ces cancers. L’étude de l’accumulation et de la localisation de ces agents est réalisée sur modèle sphéroïde en monoculture et coculture (cellules cancéreuses de la langue/fibroblastes) afin de mieux représenter l’impact du microenvironnement tumoral sur la délivrance des agents de contraste. L’étude se poursuivra par le développement de nouveaux modèles sphéroïdes, mimant davantage le microenvironnement tumoral de la sphère ORL Surgical resection is the first-line treatment for head and neck cancer (HNSCC). Theintraoperative margin is a major prognostic factor for the overall survival of patients. Currently, there are few tools to reliably discriminate tumor tissue from healthy tissue in real time. Near Infrared (NIR) Fluorescence Guided Surgery (FGS) is an imaging method using fluorescent labeling of tumor tissue to provide an enhanced contrast image. The aim of this work is to study the distribution of Quantum Dots (QDs) and IRDye-680, two fluorescent contrast agents, coupled to the A20FMDV2 peptide to target ENT tumor cells through the αVβ6 integrin, which is overexpressed in these cancers. The accumulation and localization of these agents was studied using spheroid models in monoculture and coculture (tongue cancer cells/fibroblasts) to better represent the impact of the tumor microenvironment on the delivery of these contrast agents. The study is continuing with the development of new spheroid models that better represent the tumor microenvironment found in the ENT sphere

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Jday, Rawen. "Caractérisation microstructurale du graphite sphéroïdal formé lors de la solidification et à l'état solide." Thesis, Toulouse, INPT, 2017. http://www.theses.fr/2017INPT0077/document.

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Abstract:

Les fontes à graphite sphéroïdal sont aujourd’hui très largement utilisées en raison de leurs bonnes propriétés mécaniques. La forme sphéroïdale du graphite est obtenue le plus souvent par l’ajout de magnésium ou de cérium lors de l’élaboration des fontes. Le graphite sphéroïdal peut être obtenu par graphitisation à l'état solide des fontes totalement ou partiellement solidifiées dans le système métastable. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet du traitement de graphitisation à l’état solide sur la croissance du graphite nodulaire d’une fonte à paroi mince qui présente une structure truitée à l'état brut de coulée. Cette fonte a été étudiée par microscopie optique, microscopies électronique à balayage et en transmission, spectroscopie Raman et spectroscopie de perte d'énergie des électrons. Des traitements thermiques assurant une graphitisation totale et partielle pour décomposer la cémentite formée à la solidification en graphite et en austénite ont été réalisés. Les nodules deviennent plus nombreux et leur taille augmente en fonction du temps de graphitisation. La microstructure après traitement thermique est composée de nodules de graphite et de ferrite. La spectroscopie Raman a été utilisée pour caractériser les nodules de graphite d’échantillons ayant été entièrement graphitisés à différentes températures dans le domaine austénitique. L’analyse par spectroscopie Raman ne montre aucune différence significative entre les spectres Raman enregistrés sur le graphite formé lors de la solidification et à l’état solide. Les caractérisations microstructurales par microscopie électronique en transmission montrent que le graphite à l’état brut de coulée présente une structure caractérisée par une zone interne où le graphite est désorienté. Une déformation mécanique due à la contraction lors de la solidification métastable induit la formation de cette zone. Cette zone disparaît par recristallisation après traitement de graphitisation totale pour former à la fin des secteurs coniques rayonnant à partir du germe et se développant vers la périphérie. Les résultats de ces travaux ont permis une meilleure compréhension de la structure de graphite nodulaire à l’état solide et montre aussi que le mécanisme de croissance du graphite nodulaire est le même lors de la solidification et de la transformation à l'état solide Spheroidal graphite iron castings are today widely used because of their good mechanical properties. The spheroidal shape of graphite is most often obtained by the addition of magnesium or cerium during the casting process. Spheroidal graphite can be formed at the solid-state by graphitization of cast irons which solidified partly or totally in the metastable system. The purpose of this work is to study the effect of solid-state graphitization treatment on the growth of nodular graphite of a thin wall casting which has a mottled structure at the as-cast state. This cast iron was studied using optical microscopy, scanning and transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and electron energy loss spectroscopy. Heat treatments ensuring a total and partial graphitization to decompose the cementite formed at the solidification in graphite and austenite were realized. The nodules become more numerous and their size increases according to the time of graphitization. The microstructure after heat treatment is composed of graphite nodules and ferrite. Raman spectroscopy has been used to characterize graphite nodules in as-cast state and in samples having been fully graphitized at various temperatures in the austenite field. The results show no significant difference between Raman spectra recorded on these various samples, suggesting graphite grows with the same mechanism during either solidification or hightemperature (so-called first stage) graphitization. Transmission electron microscopy characterizations show that nodules in the as-cast material presents a multi-fold structure characterized by an inner zone where graphite is misoriented and an outer zone where it is well crystallized. In heat-treated samples, graphite nodules consist of well crystallized sectors radiating from the nucleus. These observations suggest that the misoriented zone appears because of mechanical deformation when the liquid contracts during its solidification. During heat-treatment, this zone disappears by recrystallization. The results of the present work lead to a better understanding of the nodular graphite structure in the solid state and also show that nodular graphite growth mechanism is the same during solidification and solid-state transformation

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Kyriopoulou, Ioanna. "Etude microstructurale et mécanique d'assemblages brasés de nitrure de silicium/fonte à graphite sphéroïdal." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0678.

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Le but de ce travail est l'étude des assemblages brases céramique-métal du point de vue microstructural et mécanique. Des assemblages si 3n 4/fonte GS ont été réalisés par brasage réactif. La brasure utilisée était le TiCuSil. L’observation microstructurale du joint brasé à révélé la présence de couches de réaction fragiles entourant l'eutectique ag-Cu. La modélisation par éléments finis des contraintes résiduelles dans l'assemblage a confirmé le rôle important de la géométrie des substrats et celui du comportement des matériaux pour la détermination des contraintes. La précision des modèles développés a été vérifiée par la mesure des contraintes résiduelles par la méthode de diffraction de neutrons. Une étude de rupture de la partie céramique comportant des essais de flexion et le développement des modèles numériques, a conduit à la détermination de la fiabilité de la structure assemblée. L’influence de la durée de stockage des assemblages sur la rupture de la céramique, a été étudiée par des essais de flexion après vieillissement et été interprétée à l'aide d'une étude microstructurale du système.

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Galland, Sophie. "Elaboration de matrices granulaires par une approche couplée produit / procédé : application au développement de sphéroïdes médicamenteux par extrusion / sphéronisation." Montpellier 1, 2005. http://www.theses.fr/2005MON13511.

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Parmi les techniques industrielles à ce jour disponibles, l'extrusion/sphéronisation est de plus en plus citée. Sa mise en œuvre s'appuie sur la succession de quatre opérations unitaires spécifiques : le mouillage/malaxage, l'extrusion, la sphéronisation et le séchage. La démarche scientifique développée dans cette étude est basée sur l'analyse et la compréhension des processus des opérations unitaires, afin de maîtriser le procédé, permettant in fine de disposer d'un produit optimisé. Dès la première opération, le milieu granulaire résultant est assimilé à un système triphasique, qu'il est possible de décrire par des variables hydro-texturales. Ainsi, les états massiques et volumiques peuvent être suivis pour chacun des produits intermédiaires (masse humide, extrudat, sphéroïde humide) et pour le produit fini (sphéroïde sec). En parallèle, des critères morpho-granulométriques peuvent être retenus pour juger de la qualité des microparticules élaborées. Par une approche couplée Produit/Procédé, le raisonnement scientifique s'appuie sur un suivi en ligne des transformations hydro-texturales et morpho-granulométriques que subit le matériau tout au long de son élaboration, avec pour objectif, de révéler et pondérer l'influence des paramètres opératoires propres à chaque opération unitaire et d'en analyser l'impact sur les spécifications des sphéroïdes élaborés. Un cadre de représentation cohérent est alors proposé au travers de diagrammes rendant compte de la porosité intergranulaire des produits finis en fonction de la teneur en eau. Par ailleurs, l'existence de rapports solide/liquide optimisant la qualité des sphéroïdes indépendamment des variables opératoires est mise en évidence dans une zone qualifiée d'" optimum matériau ". Il est démontré que les paramètres opératoires du procédé sont significativement influents uniquement en deçà et au delà de cette zone spécifique. L'ensemble des travaux est d'abord conduit sur des formulations placebo solides pulvérulents à solubilité aqueuse plus ou moins grande dans l'eau. L'application pharmaceutique réside dans l'étude d'une formulation ternaire ibuprofène/cellulose microcristalline/eau, sur laquelle la méthodologie développée est étudiée, en considérant notamment l'influence de l'"optimum matériau " sur la vitesse de dissolution in vitro de l'actif considéré, propriété cinétique essentielle dans l'efficacité thérapeutique des médicaments.

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Bonnivard, Vincent. "Détection indirecte de matière noire : des galaxies naines sphéroïdes en photons gamma à la recherche d'anti-hélium avec l'expérience AMS-02." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY022/document.

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Abstract:

De nombreuses observations astrophysiques indiquent l'existence de grandes quantités de masse manquante dans l'Univers, et ce de l'échelle galactique à l'échelle cosmologique. Découvrir la nature de cette masse invisible constitue le problème de la matière noire, qui apparaît comme l'un des enjeux majeurs de la physique moderne. Cette thèse s'inscrit dans le contexte de la détection indirecte de matière noire. Cette dernière serait composée de nouvelles particules élémentaires, dont les produits d'annihilation pourraient être observés dans le rayonnement cosmique. Nous étudions dans ce travail deux des canaux de recherche les plus prometteurs : les photons gamma et les anti-noyaux.Les objets astrophysiques permettant de placer les meilleures contraintes actuelles en rayons gamma sont les galaxies naines sphéroïdes (dSphs) de la Voie Lactée. La première partie de notre travail a été consacrée à contraindre les facteurs J d'annihilation de ces objets, qui quantifient l'amplitude des flux gamma attendus. Nous avons pour cela mis au point une configuration optimisée d'analyse de Jeans, pour reconstruire les profils de densité de matière noire et leurs incertitudes à l'aide des données cinématiques stellaires. Notre configuration a été obtenue à l'aide de tests systématiques sur de très nombreuses dSphs simulées, et nous l'avons appliquée à vingt-trois dSphs de la Voie Lactée. La seconde partie de notre travail a consisté à mener une recherche de noyaux d'anti-hélium dans les données collectées par l'expérience AMS-02 sur la Station Spatiale Internationale. Nous avons pour cela mis au point une classification par arbres de décision boostés, et notre analyse préliminaire a permis d'obtenir les meilleures contraintes actuelles sur les rapports anti-hélium sur hélium Many astrophysical observations suggest the existence of large amounts of missing mass in the Universe, from the galactic to the cosmological scale. Discovering the nature of this invisible mass forms the dark matter problem, which appears as one of the major challenges of modern physics. This thesis is established in the context of indirect detection of dark matter. The latter could consist of new elementary particles, whose annihilation products may be observed in cosmic rays. We study in this work two of the most promising research channels!: gamma-rays and anti-nuclei.The best constraints on dark matter properties from gamma-ray observations come from the dwarf spheroidal galaxies (dSphs) of the Milky Way. The first part of our work was devoted to computing the annihilation J-factors of these objects, which quantify the magnitude of the expected gamma-ray flux. We have developed an optimized Jeans analysis setup in order to reconstruct the dark matter density profiles of these objects and their associated uncertainties, using stellar kinematic data. Our optimized setup was obtained using systematic tests on numerous simulated dSphs, and we applied it to twenty-three dSphs of the Milky Way. The second part of our work was dedicated to the search for anti-helium nuclei in the cosmic ray data collected by the AMS-02 experiment on the International Space Station. We have developed a classification method using boosted decision trees, and our preliminary analysis has led to the best constraints to date on the anti-helium to helium ratio

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Farnier, Christian. "Complémentarité de recherche de matière noire dans les galaxies naines sphéroïdes avec les expériences H. E. S. S. Et Fermi-LAT." Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20267.

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Abstract:

Dans le modèle cosmologique actuel, l'Univers est majoritairement composé de matière noire dont la nature est inexpliquée par le Modèle Standard de la physique des particules. L'annihilation de particules issues de nouveaux cadres théoriques, peut induire un signal de rayons gamma de très hautes énergies, observable par des expériences d'astronomie gamma. Largement dominées par la matière noire, les galaxies naines sphéroïdes sont des cibles privilégiées pour conduire cette recherche. Le réseau de télescopes H. E. S. S. Discuté dans la première partie est un parfait exemple d'expérience d'imagerie atmosphérique stéréoscopique permettant de conduire la recherche de matière noire. Une nouvelle méthode de discrimination des gerbes électromagnétiques et hadroniques permettant d'améliorer la recherche de sources faibles est présentée. Elle est appliquée aux données des observations de la galaxie naine du Sagittaire et la limite supérieure sur le flux de gamma en provenance de cet objet est calculée. En orbite à bord du satellite Fermi depuis Juin 2008, le télescope à conversion de paire LAT permet de rechercher la matière noire sur l'ensemble de la voûte céleste. La sensibilité théorique à détecter un signal de matière noire est déterminée pour deux galaxies naines spécifiques. Au terme de la première année d'observations, les limites supérieures sur les flux de gamma sont dérivées pour un catalogue de galaxies naines sphéroïdes. Des modèles de physique au-delà du Modèle Standard sont confrontés avec les contraintes calculées sur les sections efficaces d'annihilation en fonction de la masse des particules obtenues à partir des observations effectuées avec ces deux expériences In the actual cosmological model, the Universe is predominantly composed of dark matter which nature remains unexplained by the Standard Model of particle physic. Annihilation of particles of new theoretical frameworks might induce a very high energy gamma-ray signal, observable by gamma-ray astronomy experiments. Widely dark matter dominated, dwarf spheroidal galaxies are privileged targets for such indirect search. The H. E. S. S. Telescopes network discussed in the first part is a perfect example of atmospheric stereoscopic imaging experiment allowing to search for dark matter. A new discrimination method of electromagnetic and hadronic showers enhancing searches of weak sources is presented. It is applied on the Sagittarius dwarf galaxy observation data and the upper limit on the incoming gamma-ray flux is calculated. In orbit aboard Fermi's satellite since June 2008, the LAT conversion pair telecope enable dark matter search on the whole sky. Theoretical sensitivity to detect a dark matter signal is determined for two specific galaxies. At the end of the first year of observations, upper limits on gamma-ray fluxes are derived for a catalog of dwarf spheroidal galaxies. Models of physic beyond the Standard Model are compared with calculated constraints on annihilation cross sections function of the mass paricles obtained from observations made with both experiments

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Briki, Jalel. "Rôle exercé par une addition de manganèse sur le comportement structural des fontes à graphite sphéroïdal." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112298.

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Abstract:

L’étude de l'influence exercée par le manganèse sur le comportement structural des fontes GS a concerné des matériaux contenant de 0,26 à 2,15 % pds Mn. A l'état brut de coulée, l'accroissement de la teneur en manganèse favorise nettement la structure perlitique. Le comportement au chauffage de la fonte riche en manganèse s'avère similaire à celui de la fonte non chargée en cet élément, excepté en ce qui concerne le phénomène de graphitisation dont la cinétique est fortement ralenti Les courbes des diagrammes TRC de la fonte GS (tracées à partir de 930°C) sont d'autant plus déportées vers les temps croissants que la teneur en manganèse excède 1 à 1 ,5% pds : ce fait traduit une amélioration sensible de la trempabilité (Vc = 5°/s). Lors des trempes étagées, le comportement de l'austénite enrichie en manganèse (teneur > 1 ,5% pds) se caractérise en particulier par la possibilité - entre ‘10 et 580°C - de développer la précipitation d'une cémentite substitué en Mn et Si. Le diagramme TTT est également déplacé vers les temps croissants en fonction de l'augmentation de la teneur en Mn. A la faveur d'un revenu de la structure, résultant d'une trempe préalable à 20°C et pour une concentration en Mn supérieure à 1,5 % pds, l'austénite résiduelle (ϒR) évolue en deux temps : rejet du carbone en excès sous forme d'une cémentite substituée (Mn + Si) et formation concomitante d’une austénite appauvrie ϒa; cette dernière se transforme en (α + carbures) lors d'une deuxième étape The influence of manganese on the structural behaviour of spheroidal graphite cast iron was investigated in samples containing, 26 to 2. 15 wt % Mn. In the as-cast state, increasing the amount of manganese assists the development of a perlitic structure. On heating the behaviour of the material enriched in Mn, is similar to that of the unalloyed cast iron; nevertheless, kinetics of graphitization is considerably reduced. Transformation diagrams on continuous cooling (CCT) drawn from 930°C are shifted towards longer long-term as the percentage of manganese exceeds 1. 5 wt % this leads to a better quenchability (Vc > 5°/s). During isothermal treatments, austenite enriched in Mn (> 1. 5 wt %). May transform to a cementite with substitutional elements (Mn and/or Si). The isothermal transformation diagrams (TTT) are also shifted towards longer time as Mn content more and more important. When tempering the structure previously quenched down to ambient (and with Mn > 1. 5 wt %), the residual austenite ϒR transforms in two steps: rejection of carbon in excess in a (Mn + Si) substituted cementite with correlative impoverishment of the austenitic phase, this later ϒa phase being decomposed into (α+ carbide)during the second stade

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Maugain, Estelle. "Etude des modalités de mort cellulaire suite à un traitement photodynamique avec le Foscan® in vitro : relation entre la distribution intratumorale du Foscan® et l'efficacité de la thérapie photodynamique in vivo chez la souris." Nancy 1, 2004. http://www.theses.fr/2004NAN11305.

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Abstract:

La thérapie photodynamique (PDT) est une modalité de traitement des petites tumeurs localisées accessibles à la lumière. Son principe repose sur l'action conjuguée d'un photosensibilisant, de la lumière et de l'oxygène. L'effet tumoricide de ce traitement résulte de la combinaison de dommages cytotoxiques directs sur les cellules tumorales et de dommages indirects, caractérisés par l'altération de la vascularisation tumorale et l'activation non spécifique du système immunitaire. La possibilité de moduler par l'irradiance les modalités de mort cellulaire directe a étudiée in vitro sur des sphéroïdes, suite à un traitement photodynamique avec le Foscan@. Les résultats ont montré que l'application d'une dose de lumière modérée (LD6S) à faible irradiance permettait d'accroître la contribution de la mort par apoptose, par rapport à la même dose de lumière délivrée à plus forte irradiance. La relation entre la phototoxicité de la PDT avec le FoscanR et les concentrations plasmatique, tumorale et leucocytaire de photosensibilisant a ensuite été étudiée in vivo chez des souris porteuses de tumeurs. Une efficacité maximale de la PDT a été observée chez les animaux irradiés 6h et 12h après injection du FoscanR, en relation avec une accumulation maximale du photosensibilisant dans les leucocytes. Ces résultats ont permis de conclure quant à la prédominance d'effets vasculaires à ces intervalle de temps. Cette hypothèse a été affinée par l'étude de la cinétique de distribution intratumorale du FoscanR par rapport aux vaisseaux par imagerie confocale. Les résultats obtenus suggèrent que des protocoles favorisant la combinaison d'effets cellulaires et vasculaires permettraient d'optimiser l'efficacité de la PDT in vivo.

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Moulet, Hélène. "Mort cellulaire initiée par l'oxygène singulet : mise en évidence d'effets à longue portée." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R004/document.

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Abstract:

L'oxygène singulet (1O2) , premier état électronique excité du dioxygène, est l'agent cytotoxique majeur en photo-thérapie dynamique. Nous avons utilisé l'activation optique directe du dioxygène pour faire un lien quantitatif entre taux de production d'1O2 et mort cellulaire. Dans des sphéroïdes tumoraux, qui reproduisent in vitro la géométrie des tumeurs, nous mettons en évidence de la mort cellulaire à longue portée qui ne peut être expliquée par l'action directe de 1O2 . Cette mort est due à de l' 1O2 produit au sein des sphéroïdes mais à l'extérieur des cellules. Nous avons mis en place une expérience qui nous permets de contrôler spatialement la production de 1O2 à l'extérieur des cellules. La mort cellulaire observée à longue portée dans ces expériences implique la présence d'espèces réactives de l'oxygène secondaires.Enfin, certaines modalités de mort sont privilégiées du point de vue thérapeutique pour, entre autres, limiter la réponse inflammatoire. Nous avons mis en place une expérience in vitro qui nous permet d'observer différentes modalités de mort en fonction du taux de production de 1O2 et de la durée d'exposition Singlet oxygen (1O2) is the first excited state of molecular oxygen. It is the major cytotoxic agent in photo-dynamic therapy. We use direct optical excitation of oxygen to quantitatively estimate 1O2 production rate in cells and to study its cytotoxic effects.In multicellular tumor spheroids, which mimic tumor geometry in vitro, we highlight long-range cell death that cannot be explained by singlet oxygen alone. This death is caused by 1O2 generated within spheroids but outside of the cells. We set up an experiment enabling spatial control of extra-cellular 1O2 production. The measured long-range cell death in these experiments implies the presence of secondary reactive oxygen species. Lastly, some cell death modalities are preferred from a treatment perspective, in order, for example, to limit inflammatory response. We set up an in vitro experiment that enabled us to observe different cell death modalities according to 1O2 production rates and exposure times

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Decaup, Emilie. "Caractérisation des signaux intracellulaires activés par les anticorps monoclonaux anti-CD20 dans un modèle de culture 3D de lymphome folliculaire." Toulouse 3, 2013. http://thesesups.ups-tlse.fr/2811/.

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Abstract:

Le lymphome folliculaire (LF) est le 2ème type de lymphome non-Hodgkinien le plus fréquent. Le LF est une pathologie incurable malgré les nombreuses stratégies thérapeutiques. L'apparition des anticorps monoclonaux (AcMo) anti-CD20 a révolutionné les traitements, notamment avec le développement du Rituximab (RTX). Pour pallier les phénomènes de résistance et grâce aux progrès de l'ingénierie, des AcMo anti-CD20 de nouvelle génération ont été développés, tels que l'Obinutuzumab (GA101). Pour comparer les mécanismes du RTX et du GA101, il est important de disposer d'un modèle d'étude relevant de la pathologie. Le rôle de la masse tumorale dans l'efficacité thérapeutique a été de longue date étudié et il a été récemment montré que celle-ci influence la réponse aux traitements dans les LF. C'est pourquoi, nous avons utilisé un modèle de culture 3D développé dans notre laboratoire. Ce modèle, appelé MALC (Multicellular Aggregates of Lymphoma Cells), nous permet d'obtenir des structures 3D sur lesquelles nous étudions les effets de deux AcMo: RTX et GA101. Les AcMo peuvent agir selon différents mécanismes directs ou indirects en fonction de la liaison au CD20 et/ou au récepteur au fragment constant des immunoglobulines. Ainsi, concernant les effets directs, nous montrons que le RTX et le GA101 inhibent la croissance des MALC et induisent de l'apoptose. Le GA101, quant à lui, induit également de la sénescence et de la mort lysosomale. Grâce à la technique du fluorescent cellbarcoding, nous montrons que le GA101 inhibe les voies de signalisation classiquement activées dans les cellules de LF. Concernant les effets indirects, nous avons étudié l'ADCC (Antibody Dependent Cell Cytotoxicity) et montré que le RTX et le GA101 augmentent l'activité cytotoxique des cellules NK et des lymphocytes T γδ vis-à-vis des MALC. L'action du GA101 est plus forte que celle du RTX tant dans l'activation des cellules effectrices que dans la lyse des cellules cibles. Au total, mes travaux montrent d'une part, l'intérêt du modèle 3D pour l'étude des mécanismes d'action des AcMo, et d'autre part la meilleure efficacité du GA101. Ces travaux ouvrent de nombreuses perspectives dans l'exploration des mécanismes d'action des AcMo mais également dans le développement de modèle 3D à partir de cellules de patients. Le LF étant une pathologie qui reste à l'heure actuelle incurable, l'amélioration de l'efficacité thérapeutique représente un enjeu majeur Follicular lymphoma (FL) is the second most frequent subtype of non-hodgkin's lymphoma. FL cells are characterized by overexpression of Bcl-2, an antiapoptotic protein, due to the t(14;18) translocation. FL is an incurable disease despite numerous therapeutic strategies. Anti-CD20 monoclonal antibodies (mAbs) have revolutioned treatments and particularly xith the development of Rituximab (RTX, chimeric mAb). To overcome resistance against RTX and thanks to engineering progress, mAbs are constantly improved. So Obinutuzumab (GA101, humanized mAb) was developed as a worthy successor of RTX. The aim of my thesis project is to compare mechanisms of action of these two mAbs. To do that, it is essential to work on a model relevant for our pathology: the FL. FL is characterized by the development of tumoral mass in patients' lymph node. That's why we used a 3D culture model created in the lab. This model calld MALC (Multicellular Aggregates of Lymphomatous Cells) derived from the hanging drop technique. It permits us to obtain 3D structures with RL cells (FL cell line) on which we compared the two mAbs RTX and GA101 (with mAb control: herceptin). We showed that both RTX and GA101 inhibit MALC growth and induce apoptosis diectly. Furthermore, GA101 is able to induce senescence and lysosomale cell death. Thanks to fluorescent cell barcoding method, we observed that both mAbs inhibit signaling pathways classically increased in FL cells. Moreover, indirectly, RTX and GA101 increase cytotoxic activity of NK cells and T γδ lymphocytes vis-à-vis to MALC trough antibody-dependent cell cytotoxicity (ACDD). GA101 is more efficient than RTX either in activation of effector cells and in target cells lysis. We further observed that both RTX and GA101 was able to decrease CD47 expression on FL cells, counteracting immunoescape strategy developed by tumoral cells. Knowing the improvements brought to GA101 compared to RTX and according to in vitro studies showing better efficiency of GA101, chances are high that this mAb is going to represent with dignity the 3rd mAb generation in the fight against FL

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Millard, Marie. "Optimisation de la thérapie photodynamique par la nanovectorisation du photosensibilisateur mTHPC à l’aide de vésicules extracellulaires." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0246.

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Abstract:

La thérapie photodynamique (PDT) est un traitement alternatif à la chirurgie en oncologie utilisant un photosensibilisateur (PS), la lumière visible et l’oxygène moléculaire. La méta-tétra(hydroxyphényl)chlorine (mTHPC) est l’un des PS de deuxième génération les plus utilisés en clinique en raison de son absorption dans le rouge lointain et d’un rendement quantique en 1O2 élevé. De par sa nature hydrophobe, la mTHPC est partiellement agrégée dans la circulation sanguine diminuant sa biodistribution. Dans le but d’améliorer la sélectivité tumorale de la mTHPC, différentes stratégies de vectorisation ont été développées. La formulation liposomale de mTHPC non PEGylée (Foslip®) améliore la biodistribution ainsi que les propriétés pharmacocinétiques de la mTHPC. Cependant, une rapide destruction des liposomes en circulation ainsi qu’une rapide libération de la mTHPC sont des inconvénients majeurs. Une alternative possible est l’utilisation de vésicules extracellulaires (VE). Dérivées des cellules, les VE possèdent une stabilité naturelle dans la circulation sanguine et une capacité à transporter et délivrer leur contenu de manière spécifique aux cellules cancéreuses. Cette vectorisation est intéressante en PDT en raison d’une importante capacité d’encapsulation des porphyrines. Le but de cette étude était d’évaluer l’intérêt des VE en tant que nanovecteur de la mTHPC dans divers modèles précliniques comparé au Foslip®. Contrairement au Foslip®, l’intégrité membranaire des VE est conservée en présence de 20% de plasma. In vitro, les mTHPC-VE ont montré une internalisation cellulaire par un mécanisme actif d’endocytose. Dans un modèle cellulaire en 3D de sphéroïdes multicellulaires, les mTHPC-VE ont permis d’accroitre l’accumulation cellulaire, la diffusion au sein de ce modèle ainsi que l’efficacité PDT. In vivo, les mTHPC-VE apparaissent plus efficace au niveau PDT avec un retard de croissance tumorale significativement augmenté. En conclusion, l’intégration de la mTHPC au sein des VE améliore l’efficacité PDT dans les différents modèles d’étude. Le suivi des mTHPC-VE à l’aide d’un traceur radioactif chez la souris ainsi que l’étude du ciblage de la vascularisation tumorale seront étudiés dans la suite du travail Photodynamic therapy (PDT) is an alternative treatment to surgery in oncology using photosensitizer (PS), light and oxygen. Meta-tetra(hydroxylphenyl)chlorin (mTHPC) is one of the most used PS in clinics due to its high absorption in the deep red and high 1O2 quantum yield. In order to improve the mTHPC tumor selectivity different attempts of nanovectorisation were conducted. Non-PEGylated liposomal mTHPC (Foslip®) increase biodistribution and pharmacokinetic properties. However, the rapid liposome destruction during circulation and rapid mTHPC release are obvious shortcomings. Alternatively, mTHPC vectorization could be realized by extracellular vesicles (EVs). Derived from the cell, EVs possess a natural stability in bloodstream and ability to transport and deliver cargo molecules into cancer cells. This formulation is interesting for PDT due to the ability to encapsulate porphyrins. The aim of the present study was to determine the interest of EVs as mTHPC nanocarriers in various preclinical models compared to Foslip®. In contrast to Foslip®, membrane integrity of mTHPC-EVs was conserved in 20% of plasma. In vitro, mTHPC-EVs showed cellular internalization by an active endocytosis mechanism. In a 3D model of spheroids, mTHPC-EVs have improved cellular uptake, better diffusion inside spheroid and increased PDT efficacy. In vivo, mTHPC-EVs appeared to be more potent in terms of PDT efficacy, with a tumor growth delay significantly higher. In conclusion, integration of mTHPC in EVs improves PDT efficacy in various preclinical models. The tracking of mTHPC-EVs using a radioactive tracer in xenografted rodents as well as the study of vascularization targeting will be studied in the next step of this work

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Sura, Edoardo. "Analyse tribo-énergétique du procédé de toilage des portées cylindriques en acier traité et en fonte à graphite sphéroïdal." Phd thesis, Paris, ENSAM, 2007. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003769.

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Abstract:

Connu dans son principe depuis les années 30, le procédé de toilage a surtout débouché industriellement chez le constructeur automobile américain Chrysler. Il était le premier à mettre au point des appareils permettant un usinage mécanisé pour un processus de fabrication jusque là manuel. L'usinage de superfinition par toilage a conquis ensuite une large audience sous l'impulsion des travaux de l'allemand Karl Wiek en 1950. L'objectif de ce travail était de préciser l'action de toilage en liaison avec l'intervention des variables process ainsi que les caractéristiques principales des processus physiques mis en jeu dans la superfinition des métaux. Dans la synthèse bibliographique, nous avons montré les insuffisances des travaux scientifiques sur l'usinage par toilage qui ramènent la connaissance du procédé à un boisseau de faits empiriques montrant l'intervention critique d'un certain nombre de variables du process. Afin de mieux cerner les mécanismes physiques qui régissent l'usinage par film abrasif, nous avons introduit une approche tribo-énergétique utilisant le couplage des mesures physiques in situ et des expertises de retour d'essais de toilage. Reprenant alors méthodiquement les connaissances de conception des technologies de toilage, nous avons développé un banc d'essai original basé sur un test de toilage où tous les paramètres limites sont donnés par les conditions de service (essai de service). Les mécanismes physiques entrant en jeu dans le toilage du matériau usiné et au niveau de l'interface toile/pièce ont été ainsi discutés. Aussi les interventions des variables process examinées avec effet d'échelle ont été précisées. Bien que le toilage agit par écrêtement de rugosité et par formation de micro-copeaux, la structure du film abrasif, caractérisée par un pouvoir de logement élevé, semble freiner voire transformer cette action de coupe en phénomène de frottement et de labourage. Par ailleurs, la ductilité et l'homogénéité microstructurale du matériau usiné semble conditionner, entre autres phénomènes, l'épaisseur de la couche écrouie et l'endurance de la surface toilée. Nous avons présenté aussi des résultats originaux qui montrent, par une approche multi-échelles de la topographie de surface, l'effet d'échelle de rugosité sur l'intervention des variables process. Celui-ci conditionne fortement la stabilité du process de toilage et permet de mieux préciser la qualité tribologique de surface en terme du besoin fonctionnel.

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Dierickx, Pierre. "Etude de la microstructure et des mécanismes d'endommagement de fontes G. S. Ductiles : influence des traitements thermiques de ferritisation." Lyon, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAL0141.

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Abstract:

Ce travail est consacré à l'étude des relations entre les paramètres microstructuraux et les mécanismes d'endommagement de fontes G. S. Ductiles dans le cas de sollicitations monotone et cyclique. Dans un premier temps, nous avons caractérisé la microstructure initiale de nos fontes brutes de coulée et traitées thermiquement, notamment les sphéroïdes de graphite. Puis, lors d'essais de traction in-situ dans un M. E. B. Nous avons identifié la chronologie de l'endommagement. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'amorçage de cet endommagement. Nous avons clairement mis en évidence les relations qui existent entre les différentes microstructures de sphéroïdes et les trois mécanismes d'amorçage identifiés. En fatigue, nous avons suivi l'endommagement par prise de répliques pendant les essais et par examens fractographiques post mortem. L'amorçage de l'endommagement se fait au premier cycle, sur les sphéroïdes de graphite et sur les porosités proches de la surface. Seules les fissures provenant des porosités se propagent. Cette propagation est majoritairement intragranulaire, et nous avons observé des phénomènes de ralentissement et d'accélération à l'approche des sphéroïdes. Pour l'amorçage de l'endommagement en traction en en fatigue, un critère de décohésion en contrainte locale a été calculé par une méthode analytique et par une méthode numérique. Les résultats sont semblables et mettent en évidence le peu de résistance du graphite. En fatigue nous avons étudié la bifurcation intergranulaire et les interactions fissure-particules. Nos résultats sont en accord avec les phénomènes observés. Ils mettent en évidence la présence néfaste des sphéroïdes endommagés, qui, représentés sous la forme de microfissures, entraînent des accélérations importantes de la fissure. Les traitements thermiques, augmentant le nombre de particules endommagées, sont par conséquent néfastes à la tenue en fatigue de ces fontes This work is concerned with the relationships between the microstructural parameters and damage mechanisms in ductile cast irons for monotonic and cyclic loading. We have characterized the initial microstructure of our as-cast and heat-treated cast irons, with particular emphasis on the structure and morphology of the graphite nodules. In-situ SEM tensile tests have been used to determine the sequence of damage mechanisms. Our main focus was on damage initiation. We have clearly shown that there are three main damage initiation mechanisms which depend on the morphology of the graphite nodules. In fatigue, replicas made during testing as well as post-mortem fractographic analyses have been used to follow damage. Damage is initiated in the first cycle on the graphite nodules and near surface porosities. Only surface cracks originating at porosities were observed to propagate. This propagation is mainly intragranular, and we have observed crack acceleration and deceleration near the nodules. For damage initiation in tension and fatigue, we calculate a local radial stress criterion by analytical and numerical methods. The results are similar and the low local radial stress calculated at an applied stress corresponding to the first particle decohesions imply that the graphite nodules are relatively weak. In fatigue, we have studied intergranular bifurcation and crack-particle interactions. Our results are in good agreement with the observed phenomena. They show that if damaged nodules are considered as microcracks they can cause the crack to accelerate. The heat treatments increase the number of damaged nodules in the first cycle, and are therefore harmful to the fatigue of cast irons

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Ikhlef, Aomar. "Transformations structurales de fontes à graphite sphéroïdal et influence spécifique du silicium : caractérisation par spectrométrie Mössbauer des diverses phases formées." Paris 11, 1985. http://www.theses.fr/1985PA112013.

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La transformation austénitique des fontes GS s’accompagne de la dissolution dans la phase γ formée, du carbone provenant des couches périphériques des nodules de graphite. L’analyse des transformations de l’austénite en refroidissement continue et par trempe isotherme a conduit au tracé des diagrammes TRC et TTT pour différentes teneurs en silicium. Le silicium exerce un effet déterminant sur la cinétique de la transformation bainitique en retardant la précipitation des carbures à partir de l’austénite. De ce fait, il favorise l’enrichissement en carbone d’une fraction de l’austénite et sa stabilisation transitoire. La décomposition de cette phase enrichie intervient, par la suite, par précipitation de silicocarbures complexes du type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. Le revenu de la fonte GS s’opère en quatre stades nettement distincts précédés d’une étape de préprécipitation. La transformation de l’austénite résiduelle au cours du second stade se développe en deux étapes impliquant respectivement l’enrichissement en carbone d’une fraction de cette phase, puis sa décomposition par précipitation du carbure ԑ. Ce dernier carbure évolue, au cours du troisième stade, en un produit de transition de structure intermédiaire entre celles des carbures θ et χ The austenitic transformation of S. G. Cast irons goes on with dissolution in the formed γ phase, some carbon coming from peripheric nodules of graphite. The analysis of the transformations of the austenite during the continuous cooling and during austempering resulted in CCT and TTT diagrams for different silicon contents. Silicon has an important effect on the kinetic bainite transformation: it delays the precipitation of the carbides from austenite. Therefore it favours the carbon enriching of a fraction of the austenite, and its temporary stabilization. The decomposition of this enriched phase takes place then, by precipitation of complex silicocarbides of type ԑ - (Fe, Si)₂₀C₉. The tempering of S. G. Cast iron occurs in four distinct stages, preceded by an aging step. The transformation of the retained austenite during the second stage is separated into two steps, involving respectively the carbon enriching of a fraction of this phase, and its decomposition by precipitation of ԑ carbide. During the third stage, this ԑ carbide transforms into a transition carbide having an intermediate structure between θ and χ carbides

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Berthod, Patrice. "Etude des mécanismes de solidification de pièces minces en fonte à graphite sphéroïdal obtenues par unprocessus de solidification pas à pas." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1993. http://www.theses.fr/1993INPL050N.

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Abstract:

L’objet de la présente étude est d’accéder à une meilleure compréhension des mécanismes de solidification intervenant dans un procédé de fabrication pas à pas de pièces minces en fonte à graphite sphéroïdal. L’observation de l’état de surface et de la microstructure des pièces obtenues a conduit à une description à l’échelle macroscopique de la formation de la première peau. Cette description qualitative, qui a pu être validée lors d’expériences de simulation sur alliages organique, a été ensuite complétée par une estimation numérique de la vitesse avec laquelle la première peau croît le long de la paroi froide. Par la suite une schématisation plus fine des mécanismes de solidification mis en j eu par cette croissance a été proposée The aim of the present work is to identify the solidification mechanisms occurring during the casting of spheroidal graphite cast iron thin pieces by a step by step process. After a first observation of the state of the surface and the microstructure of the obtained pieces, a macroscopic description of the formation of the first shell along the mould is proposed. This model has been confirmed by simulation on organics and detailed with the quantification of the first shell growth speed and the suggestion of a more precise description of the solidification mechanisms

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Delarue, Morgan. "Influences de contraintes mécaniques sur le développement du cancer." Paris 7, 2013. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01044604.

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Abstract:

En 1889, le clinicien Stefen Paget proposa l'hypothèse de « la graine et du terroir » pour expliquer la progression tumorale. La graine - la tumeur - ne peut pousser que dans le bon terroir - le microenvironnement tumoral. Durant le développement du cancer, la tumeur et ce microenvironnement sont en constant dialogue biochimique. Nous nous sommes intéressés durant cette thèse à l'hypothèse de Paget d'un point de vue mécanique : le terroir mécanique peut-il influencer la progression tumorale ? Nous avons choisi une approche in vitro afin de découpler les influences biochimiques et mécaniques. Nous avons travaillé avec des sphéroïdes multicellulaires, petites boules de cellules tumorales qui imitent remarquablement bien une tumeur. Nous avons développé une méthodologie nous permettant d'exercer des contraintes mécaniques sur des sphéroïdes, et nous avons étudié l'influence de telles contraintes. Nous avons montré qu'une contrainte mécanique influence le développement tumoral. Une contrainte mécanique réduit fortement la croissance d'un sphéroïde, et ce de manière réversible. Le volume des cellules au centre est diminué, ce qui semble déclencher un arrêt de la prolifération. Nous avons également montré que la division cellulaire est source de flux cellulaires à l'intérieur d'un sphéroïde, et que ces flux peuvent être inhibés par l'application d'une contrainte. Enfin, nous avons observé qu'une contrainte mécanique peut promouvoir l'envahissement d'une matrice de collagène par un sphéroïde. En conclusion, qu'un dialogue mécanique restreigne la progression tumorale ou la^promeuve, il en est un élément intrinsèque In 1889, the clinician Stefen Paget came up with the « seed and soil » hypothesis, to explain tumor progression. The seed - the tumor - can only grow in the right soil - the tumor microenvironment. During cancer development, the tumor and the microenvironment are in a constant biochemical crosstalk. We studied during this thesis the seed and soil hypothesis in a mechanical perspective: can the mechanical soil influence tumor progression? We chose an in vitro approach to decouple the biochemistry from the mechanics. We worked with multicellular spheroids, which are small balls of tumor cells that remarkably mimic a tumor. We developed a methodology that enables us to exert mechanical stresses on spheroids, and we studied the influence of such stresses. We show that mechanical stress can indeed have an influence on tumor development. First, the growth rate of a spheroid under mechanical stress is drastically but reversibly reduced. The cells in the center of a spheroid show a decreased volume, and it seems that this volume reduction triggers a proliferation arrest. Second, we show that a cell flow originates from cell division, and that this flow is reduced under mechanical stress. Eventually, we report that a spheroid embedded in a collagen gel invades the latter under mechanical stress. In conclusion, whether mechanical crosstalk restrains or promotes tumor progression, it is an intrinsic element of tumor development, superimposed to the biochemical crosstalk

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Dissertations / Theses on the topic 'Sphéroïde'

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