La prestigieuse revue Nature Physics publie une recherche de l’UMONS consacrée à la courbure des tissus épithéliaux
Les tissus épithéliaux recouvrent nos organes et sont naturellement plissés ou courbés afin d’augmenter leur surface efficace nécessaire à l’absorption de nutriments ou aux échanges gazeux. Les cellules épithéliales relèvent d’incroyables défis en s’adaptant dynamiquement à la modulation de courbure de leur environnement (curvotaxie) tout en préservant la cohésion des tissus. La curvotaxie peut avoir un impact sur de nombreux processus physiologiques, tel que la cicatrisation, ou pathologiques, comme la croissance tumorale. Cependant, les mécanismes par lesquels les cellules épithéliales sentent les variations locales de courbure de leur environnement et la manière dont elles traduisent ces changements physiques en signaux biochimiques (mécanotransduction cellulaire) était encore méconnue.
Une étude récente menée par le Docteur Marine Luciano, doctorante FRIA au moment de cette étude, et le Professeur Sylvain Gabriele de l’équipe de mécanobiologie du laboratoire Interaces et Fluides Complexes de l’UMONS a mis en évidence les mécanismes utilisés par les tissus épithéliaux pour réguler leurs fonctions cellulaires et nucléaires.
Les deux chercheurs ont mis au point une nouvelle méthode de photopolymérisation (croissance de macromolécules sous l’action de la lumière) d’hydrogels mous afin de reproduire les ondulations micrométriques des tissus épithéliaux. Leurs travaux indiquent que les monocouches épithéliales modulent leur épaisseur pour s’adapter aux changements de courbure. Le duo de chercheurs a collaboré avec l’équipe du Prof Edouard Hannezo (IST, Autriche) afin d’expliquer par des principes physiques simples la modulation de l’épaisseur des cellules épithéliales en comparant les tensions mécaniques exercées au sein du tissu plissé. Les chercheurs ont découvert que les changements de courbure induisent des déformations sévères du noyau contenant le matériel génétique, régissent la distribution spatiale de protéines mécanosensibles, modulent la composition des protéines de l’enveloppe nucléaire et provoquent des changements significatifs de la synthèse de l’ADN.
Images de microscopie confocale d’épithéliums plissés : à gauche vue normale (filaments d’actine en vert, jonctions cellulaires en rouge et noyau en bleu) et à droite vue en perspective (filaments d’actine en vert et noyau en bleu). La longueur d’onde des ondulations est de 20 microns.
Ce travail de recherche fondamentale montre pour la première fois la courbure de la matrice comme un paramètre clef de la modulation de voies de mécanotransduction dans les assemblages cellulaires collectifs, dont la voie Hippo-Yap qui est impliquée dans de nombreux cancers, fournissant de nouvelles perspectives sur la régulation des monocouches épithéliales dans différents organes en conditions physiologiques ou pathologiques.
Source :
Cell monolayers sense curvature by exploiting active mechanics and nuclear mechanoadaptation
Marine Luciano, Shi-Lei Xue, Winnok H De Vos, Lorena Redondo Morata, Mathieu Surin, Frank Lafont, Edouard Hannezo and Sylvain Gabriele Nature Physics (2021)
https://www.nature.com/articles/s41567-021-01374-1
