Doctorat Biophysique: Modélisation multi-échelle du potentiel électrique transmembranaire afin de mieux comprendre le développement du cancer (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

Le potentiel de repos transmembranaire (TMRP) est une caractéristique fondamentale commune à toutes les cellules et un élément essentiel de leur comportement. Il résulte d’une différence de potentiels électriques entre les milieux intra- et extracellulaires, constituant une signature cellulaire. Le TMRP est finement régulé par la cellule via des canaux ioniques (IC), qui permettent les échanges de charges avec son microenvironnement. Parmi ces canaux, les jonctions communicantes (GJ) autorisent le transfert de charges entre cellules voisines, transformant les tissus vivants en réseaux bioélectriques. Ces réseaux jouent un rôle critique en tant que principe organisateur du maintien de l’homéostasie tissulaire. Bien que résilients, ils peuvent être perturbés par des facteurs exogènes, entraînant un déséquilibre au sein du réseau et compromettant l’organisation tissulaire.
Le rôle du TMRP dans le développement du cancer est de plus en plus souligné. En effet, sa distribution influence fortement la structuration des tissus. Une dérégulation du TMRP peut ainsi rompre l’architecture tissulaire, conduisant à une organisation cellulaire chaotique, l’une des premières étapes de la cancérogenèse. Par ailleurs, les cellules cancéreuses présentent un TMRP plus faible que les cellules saines, associé à un comportement prolifératif. Une dérégulation de l’expression des canaux ioniques favorise également les comportements migratoires et métastatiques. Enfin, des facteurs du microenvironnement tumoral (contact cellulaire, hypoxie, pression interstitielle) participent à la perturbation de la signalisation bioélectrique.
D’un autre côté, le TMRP peut être modulé par des champs électriques externes, ouvrant des perspectives thérapeutiques prometteuses. Cependant, les preuves actuelles, bien que dispersées, montrent que la dérégulation de l’activité bioélectrique cellulaire s’étend sur plusieurs échelles, avec des comportements multicellulaires émergents et des couplages complexes avec le microenvironnement cellulaire. Cela rend difficile l’élaboration d’un cadre expérimental unifié capable de capturer pleinement le rôle de la signalisation bioélectrique dans l’initiation, la promotion et la progression du cancer.
L’objectif du projet de thèse est donc de combler cette lacune en développant un cadre interdisciplinaire centré sur un modèle multiéchelle, élaboré à partir de méthodologies de milieux poreux et informé par des expériences dédiées sur des cultures cellulaires 2D et 3D. Ce modèle considérera la signalisation bioélectrique comme un réseau dynamique, permettant de décrire la distribution du TMRP dans un tissu comme un processus émergent de l’activité collective des cellules, tout en intégrant les effets multiéchelles et les couplages locaux avec le microenvironnement cellulaire. Le projet s’articule autour de trois objectifs : 1) Comprendre le rôle des réseaux bioélectriques dans le maintien de l’homéostasie tissulaire, 2) Prédire les conséquences de leur dérégulation dans la cancérogenèse 3) Explorer leur modulation lors de l’application de champs électriques externes (notamment l’électroporation), en utilisant le cancer du foie comme preuve de concept. Le programme de thèse inclura à la fois le développement du modèle et la mise en œuvre des cultures cellulaires pour l’informer et le valider.
Dans ce contexte, le ou la candidat(e) idéal(e) aura une formation en biophysique, bio-ingénierie ou mécanique, avec une forte motivation pour travailler à l’interface avec les sciences du vivant. Une formation en culture cellulaire, microscopie à fluorescence et application de champs électriques sera dispensée, donc le candidat idéal devra avoir un appétit pour la réalisation d’expérience. Une expérience en modélisation des effets des champs électriques sur les systèmes vivants serait un atout.

Votre Environnement de Travail

IPBS:
L'IPBS (CNRS/Université de Toulouse) accueille plus de 250 membres, dont plus de 60 doctorants et post-doctorants de différentes nationalités, évoluant dans un environnement stimulant et très collaboratif. L’institut compte actuellement 18 groupes de recherche organisés autour de deux grands axes : la biologie des tissus et des microenvironnements cellulaires, ainsi que les mécanismes moléculaires et structuraux des maladies. Quatre plateformes technologiques offrent des équipements de pointe en protéomique, biophysique et biologie structurale, imagerie moléculaire et cellulaire, ainsi qu’en exploration fonctionnelle.
L’institut est situé sur le campus de l’Université Toulouse III - Paul Sabatier et bénéficie d’un accès facile au centre-ville, avec des stations de métro, bus et téléphérique accessibles en moins de 5 minutes à pied.

Groupe Biophysique cellulaire:
Le groupe de Biophysique Cellulaire est un des pionnier dans l'étude des interactions entre les champs électriques et les systèmes vivants. Ses travaux couvrent le développement de traitements et de technologies basés sur l'électroporation (comme l'électrochimiothérapie et l'électrogénothérapie), ainsi que l'étude des processus bioélectriques sous-jacents à la progression du cancer et à la régénération tissulaire. En intégrant des approches multiéchelles allant des modèles in silico aux systèmes in vitro (2D et 3D) et in vivo, le groupe cultive un environnement de recherche hautement interdisciplinaire pour faire avancer à la fois la recherche fondamentale et appliquée en bioélectricité.

Atout CNRS
• La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel
• 44 jours de congés/RTT
• Pratique du TT (jusqu’à 2j possibles)
• Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est de 2300,00 € brut mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

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Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

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