Thèse Développement de l'Élastographie Multimodale du Muscle Murin Couplée à Lamodélisation Numérique Application au Modèle Skm H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Technologie de Compiègne École doctorale : Sciences pour l'ingénieur Laboratoire de recherche : Biomécanique et bioingénierie Direction de la thèse : Sabine BENSAMOUN ORCID 0000000342900173 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-17T23:59:59 Il existe actuellement très peu d'outils permettant de caractériser in vivo les propriétés mécaniques des muscles chez le petit rongeur. Face à ce manque, l'originalité de ce projet est de développer, au sein du laboratoire BMBI, des protocoles d'élastographie ultrasonore in vivo, à l'aide d'un échographe Aixplorer (financé par le CPER 2017), appliqués au muscle de la souris. Ces essais viendront compléter les expérimentations in vitro menées à l'échelle macroscopique du muscle sur la plateforme CARMOD (hal-04319921).

En 2020, la faisabilité de quantifier les propriétés mécaniques du muscle murin a été démontrée par élastographie ultrasonore (hal-02336584 hal-02139512). Cependant, plusieurs améliorations sont encore nécessaires. Le/la doctorant(e) aura pour mission d'identifier précisément les différents muscles de la patte de souris à l'aide d'acquisitions échographique en mode B. Différents réglages seront testés pour améliorer la qualité des images, en vue d'analyser plus finement la structure musculaire (orientation des fibres, tissu fibreux,texture, etc.). L'élasticité des muscles sera mesurée avec la technique d'élastographie par ondes de cisaillement. Ensuite, un post-traitement des images sera réalisé afin d'extraire et d'analyser finement les paramètres mécaniques et structuraux d'intérêt.

Une autre méthode non invasive pour caractériser le muscle repose sur l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Le laboratoire BMBI dispose d'un accès à une IRM 1.5T située à la Polyclinique Saint Côme, utilisée pour des essais en élastographie IRM (ERM). Toutefois, cette machine n'est pas habilitée et inadaptée aux expérimentations sur petit animal. Grâce à une collaboration étroite entre le BMBI et le laboratoire ICube (Université de Strasbourg, CNRS), des protocoles d'ERM ont été développés au sein de la plateforme IRIS, qui dispose d'une IRM 7T dédiée à la recherche préclinique. La faisabilité de l'ERM appliquée au muscle murin a été démontrée dans le cadre d'une précédente thèse en co-direction entre les deux laboratoires, financée par l'Université de Strasbourg (hal-04737986). Le/la candidat(e) participera à l'optimisation de ces protocoles, notamment autour de leur complémentarité à d'autres modalités d'imagerie du muscle (diffusion,...) et à leur mise en oeuvre expérimentale pour l'étude de différentes cohortes animales témoin ou génétiquement modifiées.

La complémentarité des protocoles d'élastographie IRM et ultrasonore offrira une meilleure compréhension des modifications fonctionnelles et structurelles du tissu musculaire dans le modèle animal innovant « skm KO » (skeletal muscle knock-out), dans le quelle gène Klf10 (Kruppel-like factor 10) est spécifiquement inactivé dans le muscle squelettique. Ces méthodes de caractérisation présentent l'avantage d'être non destructives, à la différence des tests in vitro. Elles permettent ainsi de suivre les mêmes animaux au cours du temps et d'étudier l'évolution des propriétés mécaniques du muscle dans différents contextes: sain, vieillissant ou pathologique.

Parallèlement aux travaux expérimentaux, le/la doctorant(e) exploitera les données obtenues pour contribuer à l'amélioration d'un modèle multi-échelle du muscle murin (hal-05212599). Le/la candidat(e) devra tout particulièrement adapter ce modèle par homogénéisation, incluant fibre lentes, rapides et matrice extra-cellulaire (MEC) pour : (1) la prise en compte des propriétés mécanique actives du muscle squelettique, (2) l'adaptation au comportement en cisaillement macroscopique afin de faire le lien avec les propriétés mesurées in vivo par élastographie et (3) l'investigation numérique de l'influence des fibres de collagène de la MEC. Ce modèle vise à intégrer les caractéristiques biomécaniques, des muscles skm KO, mesurées in vivo afin de simuler plus précisément le comportement du tissu musculaire dans différents états physiopathologiques. Ce projet de thèse s'inscrit dans le développement de méthodes non invasives pour caractériser les propriétés mécaniques du muscle squelettique murin in vivo. Il s'appuie sur l'utilisation combinée de l'élastographie ultrasonore (SWE) et par IRM (ERM), appliquées à un modèle génétique original (skm KO) où le gène Klf10 est inactivé dans le muscle. En parallèle, les données expérimentales serviront à enrichir un modèle numérique multi-échelle du muscle, afin d'évaluer son comportements dans différents états physiopathologiques (sain, skm KO, âgé, pathologique). Méthodes Expérimentale:
Élastographie Ultrasonore (US)
Élastographie par Résonance Magnétique (ERM)
Méthodes numériques
Modélisation multi-échelle du muscle

Diplôme universitaire scientifique ou technique dans le domaine biomédical, (bio)mécanique ou mécatronique
Fortes compétences requises en mécanique numérique et en modélisation numérique avancée
La maîtrise des bases de Python / Matlab serait appréciée
Bonne connaissance de l'anglais
Capacité à travailler en réseau
Excellentes capacités de communication orale et écrite