Les cellules B et T reconnaissent l'antigène grâce à leur récepteur spécifique et forment une plate-forme de signalisation spéciale (la synapse immunitaire) lorsqu'elles entrent en contact avec une cellule dite "présentatrice d'antigène". Après la formation de la synapse, le lymphocyte accumule l'antigène au centre du contact et réorganise ses organites pour se polariser, ce qui lui permet de remplir sa fonction immunitaire (extraction et traitement de l'antigène pour les cellules B, destruction pour les cellules T cytotoxiques, activation pour les cellules T CD4). Comprendre ce qui contrôle la dynamique de la formation des synapses immunitaires, la polarisation de la cellule et la réponse des cellules immunitaires est donc une étape cruciale pour améliorer ou moduler la production d'anticorps (cellules B), l'activation des cellules T (cellules T CD4) et l'élimination des cibles (cellules T cytotoxiques et CAR-T).

Pour étudier ce qui se passe dans les cellules B ou T lorsqu'elles interagissent avec les cellules présentatrices d'antigènes, nous introduisons une puce microfluidique qui permet des observations multiples et simultanées de la formation des synapses. Pour moduler les différentes propriétés physico-chimiques de la cellule présentatrice, nous développons et caractérisons un nouveau matériau, la gouttelette lipidique, dont les caractéristiques (taille, tension de surface, fluidité, concentration en ligands) peuvent être facilement contrôlées et qui peut être utilisée comme capteur de force. En présentant l'antigène sur des gouttelettes d'huile fonctionnalisées et en piégeant des doublets (gouttelettes - cellule B) dans des pièges microfluidiques, nous pourrions suivre de multiples événements de polarisation et étudier la cinétique de polarisation (qu'est-ce qui vient en premier ?) et l'interaction entre les réseaux d'actine et de microtubules (qu'est-ce qui contrôle quoi ?) dans la formation d'une synapse fonctionnelle. En utilisant l'imagerie quantitative en direct, nous pouvons caractériser le mouvement des principaux acteurs de la reconnaissance de l'antigène dès le premier contact, et l'impact des médicaments ciblant le cytosquelette sur leur dynamique de polarisation. Nous appliquerons ce nouvel ensemble d'outils expérimentaux et analytiques pour étudier la dynamique de polarisation et de signalisation de différentes cellules. Cela peut aussi ouvrir des perspectives dans la compréhension des processus fondamentaux utilisés par les cellules dans les récentes immunothérapies contre le cancer.