Des courants de cellules engendrés par une asymétrie gauche-droite
Des cellules de fibrosarcome s’auto-organisent au voisinage d’une frontière physique pour se mouvoir collectivement le long de celle-ci. Cette découverte étonnante de l’équipe de Pascal Silberzan, Physico-biologie aux mésoéchelles (CNRS UMR168 / Sorbonne Université) de l’Institut Curie, lui vaut une publication dans la prestigieuse revue Physical Review X.
La chiralité, c’est-à-dire une organisation brisant la symétrie gauche-droite (à l’image de nos mains gauche et droite qui sont symétriques mais pas superposables), est un phénomène répandu dans le monde vivant. En effet, s’il est bien connu que les biomolécules sont généralement chirales, cette propriété a également été identifiée plus récemment à l’échelle de la cellule et à celle d’ensembles cellulaires.
L’équipe dirigée par Pascal Silberzan, Physicobiologie aux mésoéchelles (CNRS UMR168 / Sorbonne Université), à l’Institut Curie vient de mettre en évidence son importance pour des groupes de cellules par des expériences in vitro.
Nous avons cultivé des monocouches de cellules cancéreuses de fibrosarcome, connues pour être très actives, dans un environnement contraint par des obstacles. Loin des parois, les mouvements sont tourbillonnants et désorganisés ; en revanche, près de ces obstacles, les cellules s’auto-organisent pour générer un mouvement collectif dirigé le long du bord
Explique Victor Yashunsky, post-doctorant dans l’équipe au moment de l’étude, aujourd’hui Professeur à l’université Ben Gourion en Israël.
Des mouvements organisés avaient déjà été observés in vivo quand des cellules cancéreuses, s’échappant collectivement d’une tumeur, sont confrontées à des hétérogénéités comme des fibres musculaires ou des vaisseaux sanguins. Mais les expériences réalisées par l’équipe de Pascal Silberzan, in vitro, ont permis d’aller plus loin en montrant l’importance de la chiralité dans ces mouvements.
Dans la monocouche, les mouvements cellulaires sont associés à des tourbillons qui vont par paires, un dans un sens et un dans l’autre, mais la chiralité des cellules déséquilibre cette association près du bord de l’obstacle et favorise un mouvement d’ensemble le long de cette frontière ».
Pour mieux comprendre ces phénomènes, ce travail expérimental a été couplé à un travail théorique, une modélisation numérique, en partenariat avec le groupe de Luca Giomi à l’université de Leiden, aux Pays-Bas. L’équipe de Pascal Silberzan s’attèle aujourd’hui à explorer ces phénomènes sur d’autres types cellulaires, mais aussi à élargir à trois dimensions ces travaux pour l’instant menées sur des monocouches de cellules : « nous avons une bonne expertise des dispositifs de culture cellulaire microfabriqués qui permettent d’imposer des contraintes bien définies à des monocouches, note le chercheur. Il nous faut maintenant nous tourner vers d’autres technologies mieux adaptées à la culture cellulaire à 3D. »
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