Optimization of migration and detachement of breast cancer cell lines for the purpose of screening

Cette thèse concerne l'étude des propriétés de migration et de détachement de lignées cancéreuses du cancer du sein de type mésenchyme, très métastatique et invasif (MDA-MB-231), ou au contraire de type épithélial et peu invasif (MCF-7). Des techniques de vidéomicroscopie et d'analyse d'images automatisées ont été utilisées afin de tirer des informations sur la dynamique cellulaire sur de grandes populations. Nos expériences sur la migration aléatoire des cellules MDA-MB-231 montrent que les propriétés de déplacement de celles-ci sont liées à la fois à la composition de leur milieu environnant, mais aussi à la nature et la quantité de protéines d'adhésion. Nous avons notamment mis en évidence un comportement biphasique de la distance migrée au cours du temps en fonction de la densité de protéines adsorbées sur des surfaces pour deux types de protéines d'adhésion (collagène type IV et fibronectine). Selon le type de protéines d'adhésion, nous avons également mis en évidence un phénotype cellulaire très différent en termes de forme, d'adhésion et de mode de déplacement. Nous avons ensuite utilisé ces résultats pour mettre en place un protocole de migration dirigée de cellules cancéreuses dans un gradient chimiotactique généré par un système microfluidique. Ainsi, en faisant varier les paramètres du système (protéines de surface, concentration maximale en chimioattractants, …), nous avons pu caractériser les bonnes conditions d'obtention de la migration dirigée. Pour finir, nous avons montré la faisabilité d'un tri cellulaire entre cellules de type mésenchyme et épithéliales en utilisant la chimiotaxie à partir de ces systèmesThis thesis investigates migration and detachement properties of different types of breast cancer cell lines : metastatic, invasive MDA-MB-231 and epithelial, low-invasive MCF-7 celles. Videomicroscopy and image analysis techniques were used to obtain dynamic information for large cell populations. Random migration assays performed on MDA-MB-231 cells reveal that their migration properties are related to both medium and surface (substrate adhesion protein type and quantity) conditions. A biphasic behavior for the migrated distance through time was observed to be dependent on the density of adsorbed protein (collagen type IV or fibronectin) on the substrate. Cell shape, detachement and moving properties were also computed as a function of the surface protein characteristics. These results were then used to perform directed migration assays in a chemotactic gradient generated in a microfluidic chamber. Optimal conditions for directed migration of cells were determined by varying the parameters of the system such as gradient maximum concentration, substrate adhesion protein… Lastly, it was experimentally proved that it is possible to separate cancer epithelial cell lines from mesenchymal ones by using chemotactic microfluidic chamber