Chercheur (H/F) en biophysique - caractérisation expérimentale et modélisation du couplage irradiation-métabolisme dans les gliomes
il y a 4 semaines
Informations générales
Intitulé de l'offre : Chercheur (H/F) en biophysique - caractérisation expérimentale et modélisation du couplage irradiation-métabolisme dans les gliomes
Référence : UMR5525-ANGSTE-004
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : LA TRONCHE
Date de publication : jeudi 16 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Sciences de l'information : fondements de l'informatique, calculs, algorithmes, représentations, exploitations
Description du sujet de thèse
Les gliomes sont des tumeurs cérébrales caractérisées par l'invasion des tissus sains environnants par des cellules tumorales. Bien qu'au cours de la radiothérapie, les tumeurs soient irradiées sur une zone plus grande que le centre tumoral, on observe une récidive quasi systématique de la tumeur. De nombreuses études soulignent le rôle clé du métabolisme des cellules tumorales dans l’efficacité de l’irradiation, et réciproquement, l’irradiation altère le métabolisme cellulaire. Dans ce contexte, l'objectif du projet est de mieux comprendre la relation réciproque entre le métabolisme cellulaire et l'irradiation. À cette fin, nous développerons un modèle computationnel multi-échelle décrivant l’évolution d’un sphéroïde en croissance sous irradiation. Nous relèverons le défi d'estimer les nombreux paramètres du modèle, lorsque les données sont rares, avec une méthodologie innovante.
Objectifs
Le rôle la sera de se focaliser sur l'influence des effets couplés de l'acidité de l'environnement et des caractéristiques des irradiations (plannification, dose, nature de l’irradiation) sur le comportement cellulaire en terme de prolifération, d'adaptation, de migration et de survie. Dans ce but, l'étudiant devra (1) réaliser les expériences d'irradiation ; (2) intégrer les effets des rayonnements dans un modèle informatique multi-échelle décrivant le métabolisme des cellules individuelles dans un sphéroïde en croissance.
(1) La corrélation entre acidification de l’environnement et migration cellulaire est bien établie. Le premier objectif sera d'envisager cet effet du point de vue métabolique, c'est-à-dire en établissant le statut glycolytique des cellules grâce à des mesures de pH intracellulaire pour lesquelles nous avons développé une méthodologie. Différentes conditions environnementales en termes de nutriments/oxygène et d'acidité seront prises en compte pour modifier le métabolisme cellulaire et présenter des effets différentiels de l'irradiation. Les expériences seront réalisées sur des cultures cellulaires 2D - simples à mettre en œuvre - puis sur des sphéroïdes 3D. Les cellules seront irradiées et suivies après irradiation et colorées avec différents marqueurs d'hypoxie, d'apoptose, de prolifération etc. L'analyse quantitative des marqueurs donnera des données qui seront corrélées à la dose d'irradiation et au pH.
(2) Nous avons récemment développé un modèle multi-échelle pour intégrer le métabolisme cellulaire en utilisant le framework Physicell (http://. Physicell est un modèle basé sur des agents (ABM) qui permet d'intégrer des EDO pour décrire les voies métaboliques intracellulaires de chaque cellule individuelle et des EDP pour décrire la diffusion, la production et la consommation des espèces biochimiques de l'environnement tissulaire, notamment le glucose, l'oxygène, le lactate et protons. Ce modèle sera développé et calibré à partir des données expérimentales. Il permettra de tester une série d'hypothèses pour expliquer les caractéristiques métaboliques et de comportement cellulaire associé sous irradiation (adaptation, migration et survie). L'é relèvera le défi méthodologique consistant à estimer les paramètres du modèle multi-échelle pour les lignées cellulaires spécifiques qui seront utilisées expérimentalement. La réduction du modèle et l'analyse de la stabilité seront exploitées pour contraindre un algorithme de type évolutif à cette fin.
Profil requis
• Titulaire d'un Master et/ou d'un diplôme d'ingénieur en Sciences spécialité Physique (idéalementbiophysique) ou Mathématiques Appliquées
• Connaissances en modélisation de systèmes dynamiques, EDO/EDP, analyse numérique
• Expérimenté.e en biophysique expérimentale
• Expérience en programmation (de préférence C++ et Python).
• Fort intérêt pour la biologie.
Contexte de travail
La thèse se déroulera dans l'équipe BCM (Biologie Computationnelle et Modélisation) du laboratoire TIMC, sous la direction d'Angélique Stéphanou, responsable de cette équipe et à l’IJCLab à Paris, pour la partie expérimentale, sous la co-direction de Mathilde Badoual. Le temps sera partagé entre les deux équipes.
Le Laboratoire de Recherche Translationnelle et d'Innovation en Médecine et Complexité (TIMC) est une unité mixte de recherche du CNRS, de l'Université Grenoble Alpes (UGA), Grenoble INP et VetAgro Sup qui compte près de 300 collaborateurs, scientifiques et cliniciens, autour de l’usage de l’informatique et des mathématiques appliquées dans les domaines de la biologie et de la santé. Il est situé sur le site de santé de La Tronche.
Le Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie, ou IJCLab, est une Unité Mixte de Recherche du CNRS, de l’Université Paris Saclay et de l’Université Paris-Cité, située sur le campus de la Faculté des Sciences d’Orsay. L’IJCLab rassemble environ 730 personnes. L’identité d’IJCLab est centrée sur le domaine de « la physique des deux infinis » et de leurs applications, avec toute la richesse des thématiques qui constitue cette physique. Cela se traduit par la présence de pôles historiques forts, de pôles liés à des thématiques émergentes et d’activités aux interfaces.
Le projet implique une collaboration avec le Pr. Gibin Powathil de l’Université de Swansea.
Contraintes et risques
Le projet implique l'irradiation d'échantillons biologiques tumoraux.
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