La formation de tissus: un véritable rapport de forces entre les cellules
Publié par Adrien le 31/01/2019 à 08:00
Source: Université McGill
Dans le corps humain, les cellules exercent des forces sur les tissus et les organes pour, en quelque sorte, modeler les structures biologiques. Grâce à un nouvel outil mis au point à l'Université McGill, les scientifiques peuvent désormais observer et définir ces forces.

En laboratoire, Christopher Moraes, professeur adjoint au Département de génie chimique de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) McGill, et ses collègues ont conçu des capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) sphériques semblables à des ressorts qui se déforment sous l'effet d'une contrainte mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...),...) dans un tissu 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 révolution.). Les capteurs ont presque la même taille que les cellules individuelles qui composent le tissu. Au moyen de techniques d'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication se faisait jadis soit à la main, soit par impression...) et de méthodes computationnelles, les chercheurs ont réussi à calculer les forces générées par les cellules qui causent la déformation des sphères.

Les "capteurs à jauge ( En tant qu'instrument de mesure : Une jauge est un instrument de mesure. On trouve par exemple : La jauge de contrainte, traduisant un effort mécanique en résistance...) de contrainte microsphériques" ont d'abord été utilisés pour l'étude de cellules qui se regroupent en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de former une culture (La définition que donne l'UNESCO de la culture est la suivante [1] :) cellulaire en trois dimensions. L'équipe du Pr Moraes a observé la formation spontanée, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis,...) du groupe de cellules, d'une "enveloppe" qui garde le tissu intact et sous compression mécanique. Cette découverte a fait l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette...) d'un article publié récemment dans la revue Nature Communications.

"Il est logique (La logique (du grec logikê, dérivé de logos (λόγος), terme inventé par Xénocrate signifiant à la fois raison, langage, et...) que certaines forces agissent pour comprimer les sphères puisqu'il ne peut jamais y avoir de déformation sans contrainte. Toutefois, il est plutôt surprenant de constater que l'enveloppe n'a pas besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est souvent fait un classement des besoins humains en trois grandes catégories : les besoins...) d'un degré (Le mot degré a plusieurs significations, il est notamment employé dans les domaines suivants :) de tension (La tension est une force d'extension.) élevé pour compenser les efforts de compression importants qui règnent dans le tissu. On constate que l'action coordonnée de cellules relativement faibles peut produire des effets marqués", explique le Pr Moraes, qui est également titulaire de la Chaire de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension...) du Canada en microenvironnements cellulaires avancés.

Il précise qu'en étant capable de visualiser les forces en jeu au sein des cultures biologiques, on peut mieux étudier les liens complexes entre les cellules et les phénomènes mécaniques qui les entourent.

"La capacité de mesurer les forces localisées dans les tissus multicellulaires est essentielle à la compréhension des processus de leur développement. En outre, elle pourrait nous aider à mettre au point (Graphie) des stratégies d'ingénierie (L'ingénierie désigne l'ensemble des fonctions allant de la conception et des études à la responsabilité de la construction et au contrôle des équipements d'une installation technique ou industrielle.) tissulaire novatrices", ajoute le Pr Moraes.

Cette étude a été financée par la Société canadienne du cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la...), le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et les Instituts nationaux de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) des États-Unis.

L'article "Dispersible hydrogel force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale...) sensors reveal patterns of solid mechanical stress (Le stress (« contrainte » en anglais), ou syndrome général d'adaptation, est l'ensemble des réponses d'un organisme soumis...) in multicellular spheroid cultures", rédigé par Wontae Lee et coll., a été publié en ligne dans la revue Nature Communications le 11 janvier 2019.
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