Faire danser les cellules en 2D et 3D pour comprendre l’organisation des tissus
Les interactions mécaniques entre cellules jouent un rôle majeur dans l’auto-organisation des tissus. Cependant leurs coordinations et mouvements restent peu compris. Dans deux articles publiés cette année dans la revue Nature Physics, Daniel Riveline et son équipe à l’Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC – CNRS/Inserm/Unistra), ont montré avec des collaborations nationales et internationales comment la brisure de symétrie des polarités cellulaires entraîne des rotations spontanées.
Les cellules se divisent, se déplacent, adhèrent. Ces dynamiques impliquent des interactions mécaniques complexes. Si les acteurs majeurs sont identifiés à l’échelle moléculaire, les règles d’auto-organisation sont peu connues à ce jour.
Dans un premier article, les scientifiques ont montré comment des anneaux cellulaires tournent de manière directionnelle en-dessous d’une taille critique. Le phénomène résulte d'une compétition entre les dynamiques de polarités et de frontières cellulaires. Il a été reproduit et confirmé par simulation numérique avec un modèle d’interactions entre cellules conçu en étroite collaboration avec Laurent Navoret de l'Institut de recherche mathématique avancée (Irma – CNRS/Unistra/Inria).
Montrer le mécanisme impliqué en 3 dimensions
Dans une seconde publication, les chercheurs ont développé un montage expérimental qui a permis de montrer le mécanisme impliqué en 3 dimensions. Ils ont également vérifié pour les cellules le principe physique centenaire de Curie.
Leurs résultats ouvrent des perspectives inédites pour comprendre les mouvements de cellules de manière générale. Ils pourraient permettre de prédire les dynamiques des tissus dans des conditions physiologiques avec des applications pour l'ingénierie des organes.
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