Une nouvelle discipline s'implante à Nice : la mécanobiologie. Objectif : étudier comment les forces physiques influencent nos cellules, et ouvrir la voie à de nouveaux traitements « théra-mécaniques ».
Qu'est-ce que la mécanobiologie ?
« Comme son nom l'indique, c'est une discipline à la frontière entre la mécanique et la biologie, expliquent Rachele Allena et Frédéric Luton. L'idée est de comprendre comment les forces mécaniques influencent des processus biologiques, comme la cancérogenèse, le vieillissement des tissus, le remodelage osseux ou encore le développement embryonnaire. »
Sur quelles propriétés des cellules se base-t-on ?
« On sait depuis une vingtaine d'années que les cellules sont capables de « sentir » leur environnement mécanique (pression, étirement,...) et d'y répondre. Mais on commence seulement à en mesurer toute l'importance. Désormais, on ne s'intéresse plus seulement à la biologie ou à la chimie, mais aussi aux propriétés physiques de l'environnement des cellules. »
Quel rôle jouent les mathématiques dans cette approche ?
« Elles sont essentielles, indique Rachele Allena. Elles permettent de modéliser des systèmes complexes en intégrant des paramètres comme la rigidité, les forces ou les mouvements. Grâce aux modèles mathématiques, on peut faire varier un grand nombre de paramètres, identifier les plus importants d'entre eux et tester des scénarios impossibles en laboratoire. » Et Frédéric Luton d'abonder : « Sans ces modèles, certains paramètres seraient très difficiles à explorer expérimentalement. Les manipulations biologiques sont longues, coûteuses et limitées. »
Pouvez-vous donner un exemple concret ?
« Nous avons étudié des filopodes, ces prolongements que les cellules tumorales utilisent pour envahir leur environnement, illustre-t-il. La modélisation a montré que le renouvellement des protéines, ce qu'on appelle le turnover, était un paramètre clé. » « C'est typiquement le genre d'information difficile à obtenir expérimentalement, mais que les mathématiques permettent de révéler, » poursuit Rachele Allena.
La modélisation remplace-t-elle l'expérimentation ?
« Non, absolument pas, elle est complémentaire. On part d'observations biologiques, les mathématiciens modélisent, puis on revient à l'expérimentation pour valider », décryptent-ils.
Applications médicales : des thérapies mécaniques en vue
« À terme, oui. Mon équipe travaille par exemple sur ce que j'appelle des « théra-mécaniques », indique Rachele Allena, c'est-à-dire des thérapies basées sur la modulation de paramètres mécaniques. » Frédéric Luton ajoute : « Dans le cancer, on sait déjà que la rigidité de l'environnement tumoral joue un rôle. Mais on n'est pas encore capable d'agir dessus en clinique. »
Y a-t-il déjà des applications concrètes ?
« Dans le domaine musculo-squelettique, oui. On peut proposer des protocoles de charge mécanique, par exemple pour des personnes atteintes d'ostéoporose, en adaptant l'activité physique, » explique Rachele Allena. « Dans le cancer, on est encore au stade de la compréhension, même si certaines pistes émergent. »
Une révolution en marche ?
« Oui, mais on en est encore au début. Cette approche ouvre des perspectives passionnantes, à la fois pour comprendre le vivant et, demain peut-être, mieux soigner », prévoient-ils.
