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Posté par Isabelle le Mardi 24/04/2018 à 12:00
Les migrations cellulaires antiparallèles aujourd’hui modélisées
L’analyse récente de la migration cellulaire collective à partir de tumeurs a révélé l’existence de déplacements surprenants, à contre-sens de la migration moyenne. Des chercheurs du laboratoire de Physico-chimie Curie de Paris (CNRS/Institut Curie/UPMC) et du Francis Crick Institute de Londres (Londres (en anglais : London - /?l?nd?n/) est la capitale ainsi que la plus grande ville d'Angleterre et du Royaume-Uni. Fondée il y a plus de 2 000 ans par les Romains, la ville est aujourd'hui devenue un centre culturel, commercial...) ont pour la première fois reproduit in vitro (In vitro (en latin : « dans le verre ») signifie un test en tube, ou, plus généralement, en dehors de l'organisme vivant ou de la cellule. Un...) ces observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête...) en confinant des cellules dans des pistes adhésives de largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la plus petite des...) variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un...). Les résultats, publiés dans Nature Physics, montrent une disparition de ces déplacements antiparallèles sous une largeur critique (ici de 50 μm). Il s’agit d’une étape importante dans la compréhension d’un phénomène jusque-là inexpliqué.


Cellules fusiformes actives confinées dans une bande adhérente.
La surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) colorée 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 possède un récepteur, appelé cône M, dont...) n’est pas adhérente pour les cellules. Le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) d’orientation (Au sens littéral, l'orientation désigne ou matérialise la direction de l'Orient (lever du soleil à l'équinoxe) et des...) (noir et blanc) montre l’alignement des cellules entre elles et leur inclinaison (En mécanique céleste, l'inclinaison est un élément orbital d'un corps en orbite autour d'un autre. Il décrit l'angle entre le plan de...) par rapport à la direction de la piste. Les flèches indiquent les directions de migration près des bords, qui induisent le cisaillement. Largeur de la piste 500 µm.
©Pascal Silberzan

Les cellules tumorales, cancéreuses ou non, comme les cellules embryonnaires, migrent souvent collectivement, confinées dans des canaux qui contournent les obstacles structurels (vaisseaux, fibres (Une fibre est une formation élémentaire, végétale ou animale, d'aspect filamenteux, se présentant généralement sous forme de...) musculaires ou nerveuses notamment) 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 enjeux...) et selon une direction moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble...): de la tumeur (Le terme tumeur (du latin tumere, enfler) désigne, en médecine, une augmentation de volume d'un tissu, clairement délimitée sans précision de cause.) vers le milieu extérieur. Or, des observations in vivo (In vivo (en latin : « au sein du vivant ») est une expression latine qualifiant des recherches ou des examens pratiqués sur un organisme vivant, par opposition...) avaient révélé l’existence, sur les bords des canaux, de courants marginaux en sens (SENS (Strategies for Engineered Negligible Senescence) est un projet scientifique qui a pour but l'extension radicale de l'espérance de vie...) inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un...), du milieu extérieur vers la tumeur, sans que les scientifiques n’en comprennent les modalités ni la fonction.

C’est ainsi qu’une équipe franco-britannique a mis en place des expériences-modèles in vitro sur des cellules fusiformes. Les chercheurs du laboratoire de Physico-chimie Curie de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une...) (CNRS/Institut Curie (L'Institut Curie est une fondation, dont les activités principales sont d'une part la compréhension des mécanismes de cancérogenèse avec un centre de recherche en biophysique, biologie cellulaire et oncologie et...)/UPMC) et du Francis Crick Institute de Londres ont confiné des monocouches de ces cellules dans des pistes adhésives de largeur variable (d’une taille cellulaire à plus d’1mm). Les résultats ont montré que sur les pistes larges, au-delà du seuil critique (ici de 50 μm), les cellules s’alignent entre elles, font spontanément un angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts apparentés.) par rapport à la direction de la piste et que des courants se développent spontanément près des bords des pistes, dans des directions opposées. Et qu’en-deçà, les cellules s’alignent parfaitement avec la direction de la bande et les migrations à contre-sens disparaissent.

Ces mouvements collectifs auto-organisés naissent de l’activité des cellules. Pour autant, toutes les cellules actives ne sont pas « capables » de migration à double-sens. Reste désormais à connecter ce modèle thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands...) avec les propriétés physiques et biologiques des cellules pour en percer les paramètres moléculaires.

Référence publication:
G. Duclos, C. Blanch-Mercader, V. Yashunsky, G. Salbreux, J.-F. Joanny, J. Prost, P. Silberzan
Spontaneous shear flow in confined cellular nematics
Nature Physics – Avril 2018
DOI: 10.1038/s41567-018-0099-7

Highlight dans Nature Physics

Contact chercheur:
Pascal Silberzan, PCC UMR168, Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) Curie, Sorbonne (La Sorbonne est un complexe monumental du Quartier latin de Paris. Elle tire son nom du théologien du XIIIe siècle Robert de Sorbon, le fondateur du collège de Sorbonne, collège...) Universités

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Source: CNRS-INC