Des chercheurs de l’UMONS étudient le lien entre les courbures des tissus humains et l’apparition de pathologies telles que les métastases

A travers l’article intitulé « How multiscale curvature couples forces to cellular functions », de Marine Luciano, Caterina Tomba, Aurélien Roux et Sylvain Gabriele, l’équipe de chercheurs de l’UMONS présente une synthèse des connaissances actuelles sur les mécanismes physiques impliqués dans l’adaptation du fonctionnement cellulaire aux courbures multi-échelles des tissus humains comme par exemple les plis présents dans de nombreux organes : vessie, poumons, reins, le pancréas, l’intestin ou encore la peau.

Cette étude met en lumière la corrélation entre les zones de courbure et l’apparition de pathologies graves, telles que les métastases, et propose des orientations cruciales pour les recherches futures dans ce domaine.

Parmi les nombreuses propriétés physico-chimiques du microenvironnement cellulaire qui orchestrent les processus cellulaires, la courbure de la matrice extracellulaire ainsi que celle propre à l’architecture des tissus jouent un rôle essentiel dans le contrôle spatiotemporel des fonctions cellulaires clés. En effet, la matrice extracellulaire est composée d’une assemblage de filaments enchevêtrés dont la courbure à l’échelle nanométrique peut être perçue par les cellules elles-mêmes. De plus, la plupart des tissus humains ne sont pas plats mais courbés, et la courbure des plis à l’échelle micrométrique influence également la régulation de processus cellulaires cruciaux.

Cette synthèse expose les paramètres physiques nécessaires pour décrire l’équilibre des forces dans les cellules et les tissus courbés, en tenant compte de l’échelle de courbure. Ce travail décrit comment les changements locaux de courbure peuvent perturber le fonctionnement des tissus et modifier des mécanismes cellulaire clés, tels que la migration ou la différenciation cellulaire, voire participer au déclenchement de certains cancers.

La recherche menée par Marine Luciano, Chargée de Recherches FNRS, et le Professeur Sylvain Gabriele de l’équipe Mécanobiologie & Biomatériaux de l’UMONS dresse un état des lieux des connaissances actuelles dans ce domaine. Le duo de chercheurs a collaboré avec une équipe Suisse de l’Université de Genève (Prof Aurélien Roux) et une équipe Française de l’Université de Lyon (Dr Caterina Tomba) pour expliquer quels paramètres physico-chimiques sont impliqués dans la régulation mécanique des tissus en réponse à des changements de courbure locale et détailler les processus impliqués dans les mécanismes de (dé)régulation des tissus sur substrats courbés.

Comme l’explique Marine Luciano : « Cet article propose pour la première fois une vision globale des mécanismes physiques impliqués dans l’adaptation mécanique des cellules et des tissus à différents niveaux de courbure. Les changements de courbure dans les tissus humains sont observés quotidiennement dans de nombreux organes vitaux tels que les poumons, le pancréas, l’intestin ou la peau. Pourtant, les mécanismes mécaniques en jeu restent mal compris, même si des études récentes démontrent un lien étroit avec l’émergence de pathologies graves telles que le cancer du pancréas. Nous espérons que ce travail sensibilisera la communauté scientifique au rôle crucial de la courbure dans le maintien des fonctions cellulaires essentielles, ainsi qu’à l’étude des mécanismes de dérégulation cellulaires liés à des variations de la courbure locale dans certains organes vitaux. Pour cela, il sera crucial de développer de nouveaux biomatériaux microstructurés afin de reproduire en laboratoire les échelles de courbure des tissus humains dans des matériaux mous. »

Pour découvrir l’article de la Revue Nature disponible en ligne, c’est ici.