La mécanique s’invite dans le monde cellulaire

Céline Giustranti
04/11/2016
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Elles sont plus ou moins dures... Qui ? Les cellules ! Et au-delà de la performance technologique pour déterminer leur rigidité, c’est aussi un indicateur de leur caractère tumoral.
De l’art d’assembler le cœur des chromosomes

Jean-Baptiste Manneville, chargé de recherche CNRS à l’Institut Curie, explore la viscoélasticité des cellules. Certaines sont-elles plus "molles" que d’autres ? Pour répondre à cette question majeure pour les biophysiciens, et comme il va par la suite le constater pour les biologistes du cancer, il a tout d’abord mis au point un système de micro-manipulation cellulaire. Cela consiste à introduire une bille de 2µm de diamètre dans la cellule puis à la piéger grâce à une pince optique. En déplaçant ensuite la cellule, on calcule combien de temps la bille met à revenir à sa position initiale.

Après avoir testé ce système sur des lignées cellulaires normales, le chercheur et la post-doctorante impliquée dans le projet, Kalpana Mandal, ont voulu savoir ce qui se passait dans des lignées cellulaires issues d’un cancer du sein. "Des données existaient déjà, précise le chercheur. On savait que les cellules tumorales étaient plus déformables que les autres, alors que si l’on considère la tumeur dans sa globalité, elle est plus rigide. Ce qui a nous surpris, c’est la différence de rigidité entre les types de cellules que nous avons étudiés." Car le système mis au point au laboratoire Mécanismes moléculaires du transport intracellulaire (CNRS/UPMC/Institut Curie) dirigé par Bruno Goud a l’énorme avantage de pouvoir quantifier les phénomènes observés et leurs variations à l’intérieur de la cellule à l’aide de micropatrons adhésifs.

Quand il est question de la "mollesse" des cellules...

Désormais, le chercheur s’attèle à cartographier la rigidité de plusieurs familles de cellules, saines et tumorales. A terme, il envisage de peaufiner son système pour en faire un outil diagnostic qui apporterait des informations complémentaires à celles déjà récoltées par d’autres techniques. Parallèlement, il cherche aussi à savoir d’où vient la "mollesse" des cellules tumorales. Le cytosquelette des cellules, formé par l’actine, les microtubules et les filaments intermédiaires, et les moteurs moléculaires qui y sont associés sont très certainement en jeu dans cette variabilité. Par exemple, plus on fournit d’énergie, sous forme d’ATP, à une cellule, plus elle perd en rigidité. Pour creuser ces aspects, Jean-Baptiste Manneville peut compter sur des collaborations :

- au sein de l’Institut Curie car plusieurs chercheurs connaissent parfaitement ces phénomènes,

- et à l’extérieur, notamment avec Atef Asnacios du Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS / Université Paris Diderot) qui a développé une technique de microplaques permettant des mesures de rigidité à l’échelle de la cellule entière.

Autant de mécanismes et de liens entre mécanique intracellulaire et métabolisme cellulaire qu’il va falloir élucider.