Le secret des cellules baladeuses : un enjeu pour la médecine
La capacité d’une cellule à se déplacer est essentielle à divers processus biologiques, tels que la cicatrisation et le cancer. Au CNRS, plusieurs équipes s’efforcent de déchiffrer les mécanismes moléculaires sous-jacents.
Lorsqu’on observe au microscope une cellule fibroblaste de peau ou de cartilage en culture, on peut la voir ramper de manière autonome grâce à des processus cellulaires cycliques coordonnés. Dans un premier temps, la cellule projette une extension large et plate, appelée « lamellipode », qui s’ancre à son support. Ensuite, elle se contracte, décollant sa partie arrière, et recommence ce cycle de protrusion, adhésion et contraction, lui permettant ainsi d’avancer.
Ce processus de motilité cellulaire, observé dans les tissus, permet aux cellules d’avancer de 10 à 15 micromètres par minute. En comparaison, les spermatozoïdes, qui se déplacent par nage, peuvent atteindre 3 mm par minute, soit 100 à 200 fois plus vite.
Matthieu Piel, biologiste cellulaire à l’Institut Curie à Paris, souligne que « la motilité cellulaire intratissulaire est un processus fondamental, indispensable à la formation et au maintien du corps humain et des autres organismes pluricellulaires ». Comprendre ses mécanismes pourrait ouvrir de nouvelles perspectives en médecine, notamment contre le cancer.
La motilité cellulaire est déjà présente dès le développement embryonnaire, où les cellules se déplacent sur des distances de plusieurs centimètres pour former les tissus et organes. Elle persiste tout au long de la vie, étant cruciale pour la régénération de tissus comme la muqueuse intestinale.
La motilité est également essentielle pour la cicatrisation de la peau, impliquant le déplacement de divers types cellulaires, notamment les cellules immunitaires, les fibroblastes et les kératinocytes.
Différents modes de motilité cellulaire existent, dépendant du type de cellules et de leur environnement. La motilité mésenchymateuse, observée dans les années 1970, est désormais bien comprise au niveau moléculaire, étant liée à l’élongation des microfilaments d’actine. Les intégrines permettent l’adhésion du lamellipode, tandis que la myosine joue un rôle crucial dans la contraction cellulaire.
Un autre mode, le mode amiboïde, est caractérisé par des mouvements similaires à ceux des amibes, impliquant des extensions appelées pseudopodes. Ce mode intéresse particulièrement les chercheurs car il est observé chez les cellules immunitaires et les cellules tumorales les plus agressives.
Des recherches récentes ont également mis en évidence un troisième mode de motilité, le déplacement en cheminée, qui permet aux cellules de se déplacer en poussant sur leur environnement. Enfin, un quatrième mode, la nage, a été observé chez les cellules immunitaires, qui utilisent des protéines transmembranaires pour se déplacer dans les tissus.
Élucider les mécanismes de la motilité cellulaire pourrait aider à développer des traitements pour freiner ou empêcher la formation et la migration de métastases cancéreuses. Des dispositifs innovants, comme des billes microscopiques recouvertes de protéines spécifiques, pourraient permettre de mieux comprendre ces processus et d’identifier des médicaments ciblant la polymérisation d’actine, essentielle pour la motilité des cellules cancéreuses.
Ces avancées ouvrent la voie à des thérapies mécaniques, qui pourraient modifier les propriétés des cellules et de leur environnement pour freiner leur migration. Rachele Allena du Laboratoire Jean-Alexandre Dieudonné à Nice évoque des pistes prometteuses, notamment en modulant les propriétés mécaniques du noyau cellulaire.
Source : CNRS
