Modélisation et animation des changements de forme d'une plaquette sanguine

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PlaquettesSang.jpgPlaquettesActives.png

Les plaquettes sanguines sont de petits fragments cellulaires sans noyaux, petits sacs ronds ou ovales, dont les changements de forme jouent un grand rôle dans la coagulation sanguine : flottant plates dans le sang, elles deviennent sphériques et émettent de très nombreux pseudopodes leur permettant de s'étaler et de s'agréger sous forme d'un caillot lorsqu'elles sont activées. La forme leur est imposée par un cytosquelette, dont une des composantes principales est un anneau périphérique de microtubules (polymère de protéines) entrelacées.

Karin Sadoul, ingénieure de recherche à l'IAB, pense que l'activation des plaquettes est due à une déformation bien particulière de cette partie du cytosquelette, venant se replier sur lui même en "selle de cheval" avant de re-fusionner éventuellement avec lui-même pour former un anneau plus compact. Le but de ce projet est de modéliser ce processus en 3D, pour pouvoir exprimer au mieux le modèle mental que la chercheuse a du phénomène. On explorera pour cela une représentation par modèles physique type masse-ressort du cytosquelette, en modélisant ses interactions avec la membrane de la plaquette t les contraintes de volume ou de surface constante nécessaires. La membrane extérieure pourra soit être représentée par une surface paramétrique, soit par une surfaces implicite engendrée par le squelette.

Ce sujet est emblématique de la filière MMIS, puisqu'il s'attaque à la modélisation simplifiée d'un phénomène biologique naturel, sous forme d'une représentation graphique 3D animée.


PlaquetteIAB2.png

Figure 1: L'anneau de microtubule périphérique d'une plaquette plate au repos (à gauche) et l'anneau replié en forme de "selle de cheval" d'une plaquette sphérique activée (à droite)

Bibliographie