Simulation numérique du mouvement et de la déformation des ...

1. Les neutrophiles et leurs modèlesLe modèle de type “goutte newtonienne composée”Des mesures morphométriques ont montré que le noyau des neutrophiles est irrégulieret occupe environ 20% du volume de la cellule. En réalité, l’intérieur de la cellule estdonc loin d’être homogène. De plus, il s’avère que le noyau est beaucoup plus visqueuxque le cytoplasme (de 3 à 10 fois plus selon les sources Jin et al. (2007)). Un modèle pluscomplexe, prenant en compte les hétérogénéités de la cellule a donc été utilisé par Donget al. (1991), Hochmuth et al. (1993), Kan et al. (1998).Dans ce modèle, trois couches ayant des propriétés physiques différentes sont représentées :le plasma entourant la cellule, le cytoplasme et le noyau. Une tension de surface constanteest prise en compte entre chaque couche (fig. 1.6)Fig. 1.6 - Représentation du modèle composé de trois couches : le plasma environnant,le cytoplasme et le noyau sont des fluides newtoniens avec des propriétésphysiques différentes.Afin d’accélerer leurs simulations numériques, Jin et al. (2007) ont proposédemodéliserle noyau de la cellule par une sphère complètement rigide.Ce modèle n’est qu’un raffinement du modèle Newtonien. Il est basé sur le fait quele noyau est plus visqueux et rigide que le cytoplasme qui l’entoure et tend à expliquerdes phénomènes non-linéaires observés lors de différentes expériences. Une viscosité apparente(combinaison de la viscosité du cytoplasme et du noyau) peut être tirée de cemodèle, mais elle varie selon le type d’expérience effectué.Ce modèle permet d’expliquer la déformation rapide du neutrophile lors de son aspirationdans une micro-pipette ainsi qu’une seconde phase de déformation, plus lente. Au débutde l’aspiration, c’est le cytoplasme, moins visqueux qui commence àsedéformer, et laviscosité apparente est donc relativement faible. Puis, si le diamètre de la micro-pipetteest plus petit que celui du noyau, celui-ci se déforme à son tour, moins rapidement, ralentissantl’entrée du globule dans la pipette, et augmentant la viscosité apparente.De même, deux temps caractéristiques ont été mis en évidence lors du retour àl’équilibred’une cellule expulsée d’une micro-pipette. Le modèle de goutte composée permet d’expliquerla première phase rapide du retour (due au cytoplasme moins visqueux), ainsiqu’une deuxième phase, qui arrive plus tard et se déroule plus lentement (due au noyautrès visqueux).Cependant, ce modèle ne permet pas de décrire la composante élastique de la réponsedes neutrophiles qui est observée expérimentalement.19