Alexander Doinikov

Le cancer est un défi de santé majeur pour notre société : une personne sur trois a un diagnostic de cancer au cours de sa vie. Les cancers les plus meurtriers sont les cancers du poumon, du sein, de l'intestin et de la prostate, en raison de leur haute résistance aux traitements conventionnels comme la chimiothérapie. L’un des principaux objectifs de la recherche contre le cancer est d’accroitre le potentiel cytotoxique des médicaments en chimiothérapie, ainsi que leur efficacité. Parmi les moyens possibles figurent l’augmentation de la concentration du médicament dans les cellules cancéreuses, et l’accroissement de la pénétration des médicaments au sein de la tumeur. Parvenir à cette augmentation est un sérieux défi car la membrane cellulaire isole les cellules de la chimiothérapie, et empêche la pénétration des médicaments venant de la circulation sanguine vers la masse tumorale.
Pour améliorer l'apport de médicaments dans les cellules, une cavitation à microbulles induite par ultrasons est appliquée. Ce processus est appelé sonoporation. Les effets biologiques induits par la cavitation sont reconnus comme un des acteurs clé parmi un large éventail d'applications biomédicales telles que l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique, la neurostimulation par ultrasons et la perméabilisation de la membrane cellulaire. Dans de telles applications, une exigence déterminante est d'éviter la lyse cellulaire induite par les microbulles ou l'hémorragie dans les tissus. D'énormes efforts sont actuellement consacrés au développement de nouvelles techniques à ultrasons sans effets indésirables. Le flux de vortex liquide généré par des microbulles entraînées acoustiquement, appelé micro-écoulement (microstreaming) acoustique, qui peut exercer des contraintes de cisaillement nécessaires sur les cellules, est considéré comme une technique très prometteuse.

Ce projet prévoit une étude théorique et expérimentale des micro-écoulements acoustiques dans le cadre d'applications biomédicales. Le développement de modèles analytiques ainsi que des simulations numériques sont prévus, qui seront ensuite soumis à une vérification expérimentale. Les résultats du projet offriront une connaissance approfondie du mécanisme de délivrance ciblée de médicaments basée sur la sonoporation, et contribueront au développement d'autres applications utilisant les capacités du micro-écoulement acoustique.