AFM automation for mechanically characterizing biological samples at different scales

Ces dernières années, l'étude de la mécanique des cellules et de la matrice extracellulaire (MEC) a connu un essor considérable, en raison de la reconnaissance de son rôle crucial dans les processus physiologiques et pathologiques tels que la division cellulaire, la migration, la différenciation et la malignité. La microscopie à force atomique (AFM) s'est imposée comme une technique parfaitement adaptée à l'étude des propriétés mécaniques des cellules vivantes et de la matrice extracellulaire, offrant des mesures de rigidité, d'élasticité, d'adhésion et de viscoélasticité. Toutefois, l'efficacité de l'AFM dans la recherche biologique est limitée par sa dépendance à l'égard d'utilisateurs qualifiés et par son faible rendement. Pour surmonter ces difficultés, les chercheurs se sont efforcés à améliorer le débit de l'AFM afin d'accroître son efficacité et de permettre l'acquisition d'ensembles de données plus importants.Dans ce travail, nous proposons un système automatisé basé sur la détection d'objets qui incorpore des algorithmes pour garantir la qualité des données acquises. Pour démontrer la viabilité du système AFM automatisé que nous avons mis au point, nous avons effectué des tests sur trois échantillons couramment étudiés à l'aide de l'AFM, chacun à une échelle de taille différente.Tout d'abord, nous avons mené des expériences sur des nanovésicules artificielles avec trois mélanges de lipides différents et trois tailles d'extrusion différentes. Dans nos résultats, nous avons observé que la théorie de l'enveloppe mince est moins affectée par la taille des NVs et fournit une meilleure description des propriétés mécaniques des NVs que le modèle de Hertz. Le développement de protocoles automatisés d'acquisition et d'analyse des données ouvre la voie à l'établissement d'une méthodologie pouvant être appliquée aux vésicules extracellulaires dérivées de cellules dans des conditions pathologiques et non pathologiques.En outre, nous avons traité des cellules épithéliales de pigment rétinien immortalisées par la télomérase inverse (hTERT-RPE-1) avec de la latrunculine-A, confirmant une diminution du module de Young apparent (E) par rapport aux cellules non traitées. Ceci valide l'application de notre système aux cellules de mammifères.En intégrant un algorithme de suivi, nous avons analysé les propriétés mécaniques des fibroblastes NIH3T3 en migration sur le verre au fil du temps. Nous avons observé que le rapport E avant-arrière et le rapport E bord d'attaque