La migration cellulaire joue un rôle clé dans de nombreuses fonctions biologiques telles que la cicatrisation des plaies, le développement des organes ou la croissance tumorale et est l’un des processus de base de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative. Cette découverte de chercheurs de la Harvard School of Public Health (HSPH) sur le déplacement cellulaire à l’intérieur du corps apporte des informations cruciales sur le développement de maladies, comme la propagation du cancer ou la constriction des voies respiratoires avec l’asthme. Ces conclusions, présentées dans la revue Nature Materials, définissent une nouvelle propriété cellulaire collective, nommée « kenotaxis ».
Les scientifiques de Harvard et de l’Institut de bio-ingénierie de Catalogne (IBEC) ont tenté de décrypter l’équilibre entre les mouvements cellulaires internes et les forces cellulaires externe comme en cas d’invasion de cellules cancéreuses. Jeffrey Fredberg, professeur de bio-ingénierie et de physiologie à Harvard et son équipe ont développé une technique de microscopie permettant d’évaluer la tension qui influe sur une seule couche de cellules épithéliales en mouvement et ont mesuré la vitesse et la direction des cellules ainsi que la traction exercée lors des mouvements cellulaire collectifs.
Un mouvement nommé « kenotaxis » : Lorsqu’un obstacle est placé sur le trajet d’une couche de cellules en mouvement, les cellules évitent l’obstacle en passant « au plus serré » tout en se tractant collectivement au plus près de l’obstacle comme pour combler le vide cellulaire. C’est donc à la fois un mouvement de traction dans une direction « pour éviter l’obstacle » combiné à un mouvement contraire, pour ne pas laisser de vide. Les chercheurs ont surnommé ce mouvement « kenotaxis », du grec « Keno » (vide) et « taxis » (comblement). C’est aussi la découverte d’une toute première propriété de la collectivité cellulaire par opposition à une propriété cellulaire individuelle.
Les cellules épithéliales se coordonnent pour guérir les plaies, c’était aussi la conclusion d’une récente étude des PNAS, qui montrait que, telle une nuée d’oiseaux, les cellules épithéliales vont coordonner leurs mouvements de la berge vers le lit de la plaie pour couvrir puis guérir les lésions cutanées.
Cette meilleure reconstitution du mouvement cellulaire va permettre de mieux évaluer les médicaments ciblant ce comportement, dans toute une série de maladies comme le cancer, l’asthme, les maladies cardio-vasculaires, certaines anomalies du développement et le glaucome mais aussi contribuer à l’avancée de l’ingénierie tissulaire et de la médecine régénérative, basées justement sur le principe de la migration cellulaire.
Source: Nature Materials doi:10.1038/nmat3689 online 23 June 2013 Propulsion and navigation within the advancing monolayer sheet
PNAS doi: 10.1073/pnas.1219937110 January 23, 2013 201219937 Alignment of cellular motility forces with tissue flow as a mechanism for efficient wound healing et Nature Physics doi:10.1038/nphys1269 Physical forces during collective cell migration
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