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Doctorant(e) H/F Imagerie par génération de second harmonique de la structure de cornées saines et pathologiques

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 7 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR7645-LAULAC-005
Lieu de travail : PALAISEAU
Date de publication : jeudi 16 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Marie-Claire SCHANNE KLEIN
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La cornée présente plusieurs propriétés physiologiques importantes, principalement la transparence et la réfraction. Ses propriétés biomécaniques sont aussi remarquables car, malgré les variations de pression intraoculaire au cours de la journée, sa forme reste stable. Ces propriétés sont étroitement liées à la structure du stroma cornéen qui est composé d'une superposition de lamelles de collagène de quelques micromètres d'épaisseur. Ces lamelles présentent deux orientations majoritaires (nasale-temporale et inférieure-supérieure), mais leur distribution précise (taille, orientation, etc…) varie dans le volume de la cornée et reste mal connue en raison des limites des techniques conventionnelles.
La microscopie par génération de seconde harmonique (SHG) est aujourd'hui la technique de référence pour visualiser in situ le collagène, et ceci sans marquage et avec un excellent contraste. De plus, cette technique peut être combinée avec des modalités polarimétriques sensibles à l'orientation du collagène. Nous avons ainsi montré que l'imagerie SHG résolue en polarisation fournit une cartographie précise des lamelles de collagène sur toute la profondeur de cornées saines. Ceci nécessite cependant une calibration précise de la polarisation en raison d'artefacts expérimentaux en profondeur liés à la forte focalisation. Un traitement automatisé des images est également nécessaire pour obtenir une quantification fiable des lamelles.
Dans ce contexte, ce projet de thèse vise à :
(i) d'un point de vue méthodologique : caractériser un nouvel objectif pour atténuer les distorsions de polarisation en profondeur et mesurer la structure lamellaire au niveau postérieur
(ii) consolider le traitement des images pour obtenir de manière automatisée des paramètres quantitatifs sur la structure des lamelles sur toute l'épaisseur de la cornée
(iii) enregistrer et analyser des images SHG le long du rayon de la cornée afin de caractériser les variations structurelles entre le centre et la périphérie.
(iv) mesurer la réorganisation des lamelles de collagène pendant des essais biomécaniques de gonflement de la cornée.
(v) caractériser la structure de cornées pathologiques, notamment des cornées kératoconiques.
Ces données multi-échelles serviront à affiner les modèles mécaniques de la cornée humaine et à améliorer la précision de la chirurgie réfractive.

Contexte de travail

Le projet s'inscrit dans le cadre du projet ANR CorMecha qui rassemble 3 groupes :
- groupe de Marie-Claire Schanne-Klein et Gaël Latour au Laboratoire d'Optique et Biosciences (LOB) : expertise en microscopie multiphoton des tissus riches en collagène, complétée par celle d'Anatole Chessel en analyse d'image quantitative.
- groupe de Jean-Marc Allain au Laboratoire de Mécanique des Solides (LMS) : expertise en biomécanique expérimentale et théorique des tissus riches en collagène
- groupe du Prof. Vincent Borderie, ophtalmologue à l'Hôpital des 15-20: expertise en recherche clinique sur la cornée.
Le doctorat se déroulera sous la direction de M.-C. Schanne-Klein (directrice de thèse) et G. Latour (co-encadrant) au LOB , en parallèle d'une thèse de biomécanique au LMS sur le même campus (Ecole Polytechnique). Au LOB, le.la doctorante sera intégré.e dans le pôle de microscopies avancées et pourra bénéficier de ses expertises et de ses installations de biophotonique (microscopes, laboratoire de biologie, logiciel de traitement d'images). Le candidat intègrera l'école doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris, dans le domaine Physique.
L'Ecole Polytechnique est située sur le plateau de Saclay et est facilement accessible en transport depuis Paris. Le campus offre un cadre de vie agréable, avec de nombreuses activités (sport, culture, associations). Plus d'infos sur https://www.ip-paris.fr.

Contraintes et risques

Le.a candidate travaillera sur des lasers de classe IV et recevra une formation et un suivi approprié. Il.elle sera aussi formé.e pour manipuler des cornées humaines en suivant les protocoles sécurisés définis dans le cadre de la déclaration Codecoh n° DC-2018-3300.

Informations complémentaires

Le.la candidat.e aura un master en physique et plus particulièrement en optique, optique instrumentale et traitement des données. Il.elle devra être à l'aise avec l'optique expérimentale et la compréhension des techniques de microscopie. Des connaissances en programmation et en traitement d'images seront également appréciées afin de pouvoir extraire des informations quantitatives à partir des images obtenues. Un intérêt pour les tissus biologiques et une aptitude à travailler dans un environnement très interdisciplinaire seront également indispensables.

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