Cécile Sykes

Cécile SykesChercheuse CNRS au Laboratoire de physique de l'ENS (LPENS)

Ambassadrice médiation de CNRS Physique

Parcours

Cécile Sykes, directrice de recherche au CNRS, a rejoint en 2021 le Laboratoire de physique de l’ENS (LPENS, CNRS / ENS-PSL / Sorbonne Université / Université Paris Cité) à Paris. Avec son équipe, elle travaille depuis une vingtaine d’années sur la compréhension des lois physiques régissant certaines fonctions cellulaires, comme la motilité et la division, anormalement élevées pour les cellules cancéreuses. Polytechnicienne (X84), elle a effectué sa thèse sur la densité électronique de matériaux semi-conducteurs au CEA à Saclay. Elle s’est orientée ensuite vers la physique de la matière molle et ses applications (peinture, mouillage, démouillage, avec Rhône-Poulenc, aujourd'hui Rhodia). Elle a ensuite appliqué les concepts de la physique de la matière molle aux systèmes vivants dans le contexte de ses travaux à l'Institut Curie à Paris, où, en 2001, elle a créé l’équipe « biomimétisme du mouvement cellulaire ». Elle a conçu, développé, et étudié des systèmes simplifiés mimant le déplacement des cellules et leur division : des objets micrométriques de différente nature (billes de latex, gouttelettes d'huile ou membranes) sont ainsi propulsés et déformés par l’assemblage d’une protéine vitale de la cellule, l’actine, à leur surface. Ces systèmes expérimentaux contrôlés ont permis de comprendre les lois physiques qui régissent les déformations et les mouvements des cellules ; à noter qu’un médicament qui agit sur la dynamique de l’actine, l’armine, a pu être identifié pour stopper les métastases cancéreuses. Cécile Sykes a également, par des mesures physiques de la tension membranaire, décrit les détails moléculaires des changements actifs de la forme de globules rouges. Ces travaux en physique du vivant ont donné lieu à une centaine de publications et deux brevets.

De 2020 à 2025, Cécile Sykes a occupé, à CNRS Physique, le poste de déléguée scientifique à l’interface entre la physique et les sciences du vivant. Sa mission a abouti à une restructuration des sections de physique du comité national afin de couvrir le nouveau champ scientifique de la physique du vivant, excellent et vivace en France. Elle a également contribué à la mise en place d’une cellule santé au CNRS, et initié et animé à partir de 2021 un réseau de référents et référentes égalité-parité dans les laboratoires de CNRS Physique.

Recherches

Le projet actuel de Cécile Sykes au département de physique de l'École Normale Supérieure à Paris s’attache à comprendre le comment le noyau cellulaire réagit — en changeant de forme, de structure ou d’activité biochimique — sous l’effet des forces mécaniques lors de la migration cellulaire confinée. C’est en particulier en collaboration avec le département de transfert de l’Institut Curie, au sein de l’université Paris Sciences et Lettres, qu’elle développe ses recherches. Le but ultime est de déterminer comment les cellules cancéreuses acquièrent une motilité augmentée et deviennent métastatiques.

Le type de recherche développée par Cécile Sykes est à l’interface entre la physique et la biologie. Expérimentalement, ce domaine s’appuie sur des outils moléculaires maîtrisés, développés ces dernières décennies par un travail spectaculaire et minutieux à la frontière entre la biologie et la physico-chimie. Ces outils permettent par exemple de purifier les ingrédients moléculaires du vivant, ou de les marquer et de les contrôler in situ. Les expériences, menées ainsi de manière contrôlée et reproductible, rendent possible l’élaboration de modèles théoriques robustes expliquant les phénomènes observés. 

Diffusion des connaissances

Cécile Sykes s’est engagée, depuis le début de sa carrière, dans la transmission des connaissances issues de la recherche. Elle a co-organisé les Olympiades de Physique françaises pendant 5 ans, elle donne régulièrement des exposés auprès d’élèves de collège et de lycée dans le cadre associatif et à l’ENS. Elle a enseigné le nouveau champ de connaissance de la physique du vivant au niveau master à l’École polytechnique pendant 13 ans, pour des élèves formés en physique, en biologie ou en chimie. 

Une intervenante sur les liens entre Physique et Santé

La physique joue un rôle central dans la compréhension du vivant et dans les progrès de la santé. Depuis les ondes utilisées en imagerie médicale, comme l’IRM ou l’échographie, jusqu’aux techniques optiques émergentes, elle offre les moyens de sonder les organismes et d’observer le vivant sans l’abîmer.

Grâce aux avancées en biologie moléculaire et en biochimie, suite à la découverte de la génétique, il est possible aujourd’hui de suivre le comportement des molécules dans les cellules. La biochimie fournit en effet des marqueurs pour rendre visibles certaines protéines, et les méthodes optiques permettent de les imager en action, par exemple pour observer la division cellulaire ou le mouvement et l’assemblage de protéines au sein des cellules ou des tissus cellulaires.

Les systèmes vivants sont souvent mous et élastiques, comme les gels ou les polymères étudiés en physique de la « matière molle ». Les molécules du vivant s’assemblent selon des mécanismes comparables à ceux des polymères chimiques, mais avec une différence essentielle : ils sont actifs, consomment de l’énergie et restent rarement à l’équilibre.

La physique du vivant est ainsi un domaine en plein essor, qui nourrit de nombreuses applications en santé : imagerie médicale, compréhension des maladies, et développement de nouvelles approches thérapeutiques.