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Posté par Isabelle le Mercredi 06/12/2017 à 12:00
Se multiplier ou non ? Un ressort cellulaire répond
ZO-1, une protéine cellulaire, pousse les cellules épithéliales à se multiplier ou non selon les tensions auxquelles elle est soumise.

L’épithélium, un tissu constitué de cellules étroitement juxtaposées, forme les glandes et recouvre la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et...) externe du corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.) tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme ses cavités internes, les poumons ou les intestins par exemple. Il en existe différents types selon les surfaces qu’il revêt et les fonctions qu’il assure. Ces tissus sont soumis à de multiples tensions, comme celles provoquées lors du passage des aliments ou du remplissage d’une vessie (La vessie est l'organe du système urinaire dont la fonction est de recevoir l'urine terminale produite par les reins puis de la conserver avant son évacuation au cours de la miction....). Ces tensions influencent fortement la prolifération et la différenciation des cellules épithéliales, qu’elles soient saines ou cancéreuses, mais les processus impliqués demeurent mal compris. Des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) ont découvert que les protéines Zonula Occludens-1 et -2 (ZO-1 et ZO-2), qui contribuent à l’étanchéité de l’épithélium, perçoivent ces signaux physiques et activent différentes réponses cellulaires en conséquence. Publiés dans la revue Current Biology, ces résultats dévoilent un processus inédit par lequel des forces mécaniques peuvent réguler la structure des épithéliums, leur équilibre dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il peut être employé comme :), ainsi que l’établissement des barrières tissulaires. Inhiber ZO-1 de façon ciblée dans les tumeurs pourrait dès lors constituer une voie à explorer, étant donné son rôle vraisemblable dans la prolifération des cellules cancéreuses.


Cellules formant un épithélium. Les noyaux sont marqués en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm....) et ZO-1 en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain...). © UNIGE

Les cellules épithéliales, qui sont reliées les unes aux autres grâce à des jonctions intercellulaires, un réseau de protéines plus ou moins resserré, constituent les glandes de l’organisme et revêtent les structures creuses et la surface du corps. Ces cellules peuvent par exemple absorber de l’eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) et des solutés au niveau des reins, produire du lait au niveau des glandes mammaires ou résister au stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis à des contraintes environnementales. Dans le langage courant, on parle de stress...) mécanique lors du remplissage et de la vidange de la vessie. Comprendre le fonctionnement des épithéliums constitue un enjeu de taille, tant dans des conditions saines que cancéreuses, car la majorité des tumeurs se développent à partir de cellules épithéliales.

Un squelette cellulaire flexible

«Les contraintes mécaniques exercées sur ces cellules influencent leur comportement, les poussant par exemple à se multiplier pour former une structure en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce de...), telle qu’une glande, ou pour réparer une lésion», explique Sandra Citi, professeure au Département de biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant. Prise au sens large de science du vivant, elle recouvre une partie des sciences naturelles et de l'histoire naturelle des...) cellulaire de la Faculté des sciences de l’UNIGE.

Les protéines ZO-1 et ZO-2, qui font partie des jonctions intercellulaires, sont aussi en contact avec le cytosquelette, le réseau de filaments extensibles et contractiles qui structure la cellule épithéliale. Les biologistes de l’UNIGE, en collaboration avec des chercheurs de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) et de l’Université Nationale de Singapour, se sont alors demandé si ces protéines jouaient un rôle dans la transmission d’un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux...) mécanique, entraînant par exemple un changement dans la prolifération des cellules.

Séquestrer un facteur clé sur demande

Domenica Spadaro, chercheuse à l’UNIGE et première auteure de l’étude, détaille les résultats: «ZO-1 prend différentes conformations selon la tension (La tension est une force d'extension.) exercée par le cytosquelette, tel un ressort. Lorsque le cytosquelette est tendu, cette traction étire ZO-1, qui va dès lors séquestrer un facteur essentiel à la multiplication (La multiplication est l'une des quatre opérations de l'arithmétique élémentaire avec l'addition, la soustraction et la division .) cellulaire. A l’inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est...), lors d’une blessure (Une blessure est une lésion, physique ou psychique, faite involontairement ou dans l'intention de nuire.) par exemple, ZO-1 se détend et libère ce facteur pour que les cellules prolifèrent à nouveau afin de réparer la lésion.»

Selon l’organisation (Une organisation est) du cytosquelette et la tension qu’il exerce, ZO-1 et ZO-2 agissent de concert pour stabiliser des facteurs qui régulent l’expression des gènes, la prolifération des cellules et l’étanchéité de l’épithélium, ainsi que sa capacité à s’organiser en structures tridimensionnelles. ZO-1 et ZO-2 jouent vraisemblablement aussi un rôle dans la prolifération des cellules cancéreuses, qui sont sensibles aux tensions mécaniques de leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les...). Le développement de molécules capables de les inhiber au cœur des tumeurs pourrait ainsi constituer un atout pour les combattre.

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Source: Université de Genève (UNIGE)