Daniel Riveline

Biographie

Daniel Riveline est directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et chef d’équipe à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) à l’université de Strasbourg.

Expérimentateur biophysicien, le Dr. Riveline étudie les phénomènes d’auto-organisation dans la matière vivante en utilisant la physique et la biologie quantitative. Il a révélé avec son équipe la mécanosension des contacts focaux et des contacts entre cellules, ou comment les contacts cellulaires adhésifs se renforcent quand les cellules appliquent des forces locales. Ces résultats ont ouvert des voies nouvelles pour étudier le couplage entre la physique du cytosquelette et sa régulation par les GTPases Rho. Il a aussi établi un nouveau type de migration cellulaire, la ratchetaxie ou le mouvement directionnel cellulaire en l’absence de gradients chimiques, avec un impact potentiel pour comprendre la migration des cellules pendant le développement et durant les métastases.

Après avoir reçu sa thèse en physique en 1997 à l’Institut Curie de Paris (France), Daniel Riveline a réalisé son postdoctorat en biologie à l’Institut Weizmann (Israël). En 1999, il a démarré son groupe à l’université de Grenoble (France), où il a établi la mécanosension des contacts adhésifs avec la matrice extracellulaire et entre cellules. En 2010, après un séjour sabbatique en biologie à l’université Rockefeller de New York (États-Unis) durant lequel il a réalisé la première injection de la « levure à fission » et la caractérisation de la séparation physique des cellules, il a lancé une nouvelle équipe à l’Institut de science et d'ingénierie supramoléculaires (ISIS, université de Strasbourg). Depuis 2015, il poursuit ses activités à l’IGBMC où son équipe étudie les activités d’auto-organisation dans la matière vivante.

Daniel Riveline coordonne un réseau international sur l’auto-organisation des organoïdes (IRP-LIA CNRS et Coordinateur d’un réseau Human Frontier Science Program). Il a également créé en 2015 le nouveau master en physique cellulaire de l’université de Strasbourg afin de former les étudiants à la recherche sur des sujets aux interfaces entre disciplines avec les différents départements scientifiques de l’université.

^{Photo - C.Schröder/Unistra}

Fellowship 2023

Dates - 01/10/2023-30/09/2025

Résumé du projet

AUTO-ORGANISATION DES ORGANOÏDES : COUPLAGES ENTRE ACTIVITÉ CORTICALE ET ÉTAT CELLULAIRE

Les organoïdes sont des systèmes de culture tri-dimensionnelle préparés à partir de cellules souches ou progénitrices. Ils reproduisent in vitro des organes in vivo avec une précision remarquable. Ils représentent des systèmes expérimentaux exceptionnels pour les perspectives qu’ils ouvrent en recherche fondamentale et pour les applications biomédicales – les greffes notamment. Cependant, le contrôle de leur croissance est un problème majeur. Leur préparation est empirique et manque de reproductibilité, principalement parce que les règles de leur auto-organisation sont peu connues. Les organoïdes varient dans leurs formes et dans les distributions et fonctions des états cellulaires.

Dans ce contexte, le cytosquelette joue un rôle majeur. Si nous comprenons comment les forces corticales émergent des interactions acto-myosine, il est encore difficile de comprendre comment les cellules contrôlent les activités acto-myosine dans les cellules et dans les organoïdes. Par ailleurs, ces forces générées sont associées à des compositions des cellules et des états cellulaires allant de la cellule souche à l’état de différentiation en passant par la sortie de pluripotence. L’objectif de ce projet consiste à révéler les organisations corticales pendant la formation du lumen et à démontrer comment cette organisation est liée aux changements d’états cellulaires. Plusieurs systèmes cellulaires seront comparés, les cystes de cellules différentiées MDCK, les tubes neuraux avec des cellules souches embryonnaires de souris (mES) et des organoïdes de pancréas de souris. Nous utiliserons nos expertises complémentaires en microfabrication, théorie de la matière active, microscopie de super-résolution, systèmes 3D de culture et biologie des cellules souches afin d’étudier l’ouverture et les interactions des lumens et de ces cellules épithéliales avec des résolutions optimales.

Ce projet permettra de lier les propriétés d’auto-organisation des gels actifs aux différentiations et fonctions pendant la formation des tissus, avec des portées tangibles en biologie du développement. Ces liens pourraient conduire à mettre en évidence des mécanismes génériques conservés entre organoïdes. Cette recherche ouvrirait aussi de nouvelles perspectives pour la préparation des organoïdes de tout type. Par ailleurs, ces résultats mèneraient à des relations nouvelles entre les propriétés physiques de la matière active et la biologie des états cellulaires, un domaine largement inexploré. Enfin, la physique théorique bénéficiera des caractérisations quantitatives de ces relations entre gels actifs et états cellulaires pour modéliser les organes avec des prédictions fiables. En résumé, ce projet pourrait mener à une compréhension originale des règles générales d’assemblage des organoïdes et de leur transfert en médecine.