Edouard Hannezo

Comment les systèmes biologiques parviennent-ils à construire de manière fiable des structures complexes malgré l’aléa inhérent aux processus moléculaires et cellulaires ? Notre groupe utilise des outils issus de la physique théorique – y compris la mécanique statistique, la mécanique des fluides et des solides, ainsi que la physique de la matière molle – pour aborder cette question fondamentale, en étroite collaboration avec des biologistes expérimentateurs.
Nos recherches couvrent trois échelles interconnectées. Au niveau subcellulaire, nous étudions comment les éléments du cytosquelette, tels que l’actine et la myosine, s’auto-organisent pour générer des schémas de forces spatio-temporels complexes à l’intérieur des cellules. Au niveau tissulaire, nous explorons la manière dont les cellules acquièrent collectivement leur identité et façonnent les tissus au cours du développement embryonnaire, en nous concentrant sur la rétroaction entre forces mécaniques et signaux biochimiques (boucles de rétroaction mécanochimiques). Au niveau des organes, nous développons des cadres théoriques expliquant comment des architectures complexes – telles que les réseaux ramifiés des reins, des glandes mammaires ou des poumons – émergent à partir de principes simples d’auto-organisation.

Une direction majeure actuelle, soutenue par notre Subvention ERC Consolidator REFINE, porte sur la robustesse morphogénétique : comprendre comment les embryons forment de manière reproductible des structures correctes malgré un bruit important aux niveaux moléculaire et cellulaire. Nous combinons modélisation mathématique et données expérimentales quantitatives pour mettre en évidence les principes de conception qui rendent le développement à la fois flexible et fiable.
Nos travaux ont fourni des cadres théoriques unificateurs pour des problèmes à l’interface entre la physique et la biologie, allant d’une théorie générale de la morphogenèse ramifiée, applicable à différents organes et espèces, à des modèles mécanochimiques décrivant la migration collective des cellules et l’organisation des tissus. Ces contributions éclairent des mécanismes fondamentaux du développement embryonnaire, du maintien des tissus et de pathologies telles que l’initiation du cancer ou la détermination du destin des cellules souches. En reliant théorie et expérience, nos recherches contribuent à une compréhension prédictive de la manière dont les systèmes vivants se construisent et se maintiennent eux-mêmes.