Charitra Sree Senthil Kumar soutiendra sa thèse intitulée « Imagerie de molécules uniques résolue en polarisation et en anisotropie, pour l’étude de l’architecture de l’actine et de la dynamique du récepteur des cellules T. » le 30 janvier 2026 à 9h30 dans la salle Pierre Cotton de l’Institut Fresnel (niveau -1).
Composition du jury :
– Dr Bassam HAJJ, Institut Curie, CNRS, Paris, Rapporteur
– Prof. Steven F. LEE, Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge, UK, Rapporteur
– Dr Ignacio IZEDDIN, Institut Langevin, Université PSL, Paris, Examinateur
– Prof. Sandrine LÉVÊQUE-FORT, Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay (ISMO), CNRS, Paris-Saclay, Présidente du Jury
– Prof. Sophie BRASSELET, Institut Fresnel, CNRS, Marseille, Directrice de Thèse
– Prof. Hai-Tao HE, Centre d’Immunologie de Marseille-Luminy (CIML), CNRS, Marseille, Co-directeur de thèse
Résumé : La microscopie de localisation de molécules uniques (Single-Molecule Localization Microscopy, SMLM) a transformé l’imagerie biologique nanométrique en atteignant des résolutions de l’ordre de l’angström. Cependant, la microscopie électronique reste la référence pour de voiler les orientations réelles des structures, au prix d’une préparation d’échantillons lourde qui élimine de nombreux composants cellulaires et peut masquer des informations cruciales sur la dynamique et l’arrangement des biomolécules. L’accès en cellule vivante à l’orientation moléculaire est ainsi essentiel pour comprendre les processus de signalisation. La microscopie d’orientation et de localisation de molécules uniques (Single Molecule Orientation and Localization Microscopy, SMOLM) permet de déterminer simultanément la position et l’orientation de molécules fluorescentes, encodées dans leur fonction d’étalement du point (PSF). Les approches actuelles de PSF modulée nécessitent souvent des dispositifs complexes, agrandissent la PSF et requièrent des analyses computationnelles lourdes, limitant leur usage en environnements biologiques denses.
Cette thèse présente 4Polar3D, une extension de la technique 4Polar2D permettant la récupération complète de l’orientation tridimensionnelle. La méthode repose sur un filtre d’intensité simple au plan focal arrière pour distinguer les inclinaisons hors-plan, garantissant une estimation robuste de l’orientation 3D avec un impact minimal sur la PSF. 4Polar3D permet l’imagerie d’architectures d’actine tridimensionnelles dans des environnements cellulaires complexes, notamment les lamellipodes de cellules tumorales, les podosomes 3D de macrophages et le cytosquelette des lymphocytes T sur substrats activants et non activants.
En outre, la combinaison de 4Polar3D avec une excitation polarisée contrôlée permet de quantifier la mobilité rotationnelle de fluorophores individuels, étroitement liée à leur nature et à leur environnement. Enfin, j’explore l’organisation de l’actine au sein des complexes de signalisation précoces formés lors de l’activation des lymphocytes T dans des synapses immunologiques physiologiques. Des mesures d’anisotropie de fluorescence permettent d’évaluer la dynamique rotationnelle et le compactage moléculaire, notamment via la détection potentielle d’homoFRET dans les complexes TCR–CD3 activés.
Mots Clés : Polarisation, Optique super-résolue, Organisation de l’Actine, Activation du récepteur T, Anisotropie de Fluorescence
