Site institutionnel du Laboratoire Ampère - CNRS UMR5005

Julie LAFORET-AST a soutenu sa thèse le 9 mars 2010 à l’École Centrale de Lyon.

Sujet : Caractérisation de microparticules par méthodes diélectriques : applications aux cellules biologiques

Spécialité : Electrotechnique

Directeur de thèse : François BURET, Professeur des universités, Ecole Centrale de Lyon, laboratoire Ampère et Marie FRENEA-ROBIN, Maître de conférences, Université Claude Bernard Lyon 1, laboratoire Ampère

Jury :

• Bruno LE PIOUFLE, professeur ENS Cachan SATIE
• Jean-François CHATEAUX, maître de conférences UCBL INL
• Marie FRENEA-ROBIN, maître de conférences UCBL Ampère
• François BURET, professeur ECL Ampère

Rapporteurs :

• Gilbert Reyne
• Philippe Leveque

RESUME :
Durant ces dernières décennies, les sources électromagnétiques se sont multipliées : l’exposition quotidienne de l’homme s’en est retrouvée considérablement accrue. L’étude des effets des champs sur l’organisme passe par une meilleure compréhension des phénomènes à l’échelle de la cellule, unité de base de l’être vivant. Nos objectifs dans le cadre de ce travail portent sur la caractérisation électrique des cellules et, plus précisément, des deux principaux compartiments cellulaires que représentent le cytoplasme et la membrane. A terme, l’objectif est de fournir les permittivités et conductivités de ces couches afin de renseigner les modèles qui seront utilisés pour la simulation de l’interaction champ-vivant. Lorsqu’une cellule est placée dans un champ électrique tournant (généré par des microélectrodes), elle tourne sur elle-même sous l’effet de polarisation des cellules : c’est le principe de l’électrorotation. Le sens et la vitesse de rotation dépendent des propriétés cellulaires et de la fréquence du champ. La mise au point d’une plateforme expérimentale dédiée et automatisée (génération du champ, acquisition et traitement des images, extraction des propriétés) a permis d’accéder aux propriétés électriques des différentes couches sur des levures et des liposomes à travers le tracé du spectre d’électrorotation. Plusieurs études ont permis de valider le fonctionnement de cette plateforme et d’évaluer l’impact des traitements thermique et enzymatique sur des levures ainsi que l’influence de la composition du milieu interne sur le spectre d’électrorotation de liposomes. Par ailleurs, une étude théorique portant sur l’identification paramétrique a montré qu’il est possible d’améliorer l’extraction de certains paramètres en se basant sur une analyse de sensibilité du spectre d’électrorotation à ces paramètres. La mise en place récente d’une salle de culture va permettre d’explorer une gamme plus large de cellules vivantes et d’étudier les effets de sources de champ magnétique sur celles-ci.