Thomas Portet a soutenu sa thèse de Doctorat de l'Université Paul Sabatier en septembre 2010 (école doctorale « Biologie santé Biotechnologie »). Son travail à l'interface Physique Biologie portait sur le comportement de vésicules lipidiques soumises à des impulsions électriques. Ce travail de recherche fondamentale permet une meilleure vision des processus mis en jeu dans l'électroperméabilisation cellulaire. Ce phénomène est aujourd'hui utilisé en routine clinique humaine au niveau européen pour l'éradication de tumeurs cutanées (mélanomes). Le travail de Thomas sur la caractérisation des phénomènes sur des modèles de cellules a été mené au Laboratoire de Physique Théorique et dans le groupe de Biophysique cellulaire de l'Institut de Pharmacologie et de Biologie Structurale, sous la codirection de David Dean et Marie-Pierre Rols.