CICATRISATION des PLAIES: Même chez les cellules il y a des leaders et des followers – Nature Communications

Cette étude de l’Université de l’Arizona contribue à décrypter  » le mystère  » de la cicatrisation et plus particulièrement de la migration cellulaire qui permet la fermeture de la plaie. Ces travaux, publiés dans la revue Nature Communications, permettent non seulement de mieux comprendre le processus de cicatrisation mais aussi de multiples processus biologiques. Ces données ouvrent la voie à de nouveaux dispositifs pour les plaies chroniques mais aussi à des traitements pour les maladies cardiaques et le cancer. Ils représentent enfin une avancée majeure pour la médecine régénérative et la création de nouveaux tissus et organes, pour réparer, restaurer ou remplacer ceux endommagés par une blessure ou une maladie.

Au cours de ces dernières années, les chercheurs ont acquis une meilleure compréhension de la machinerie moléculaire de la migration cellulaire. De nombreuses équipes de recherche travaillent sur les processus cellulaires de cicatrisation. Citons cette première étudede la Rice University qui explique comment les cellules épithéliales vont coordonner leurs mouvements de la berge vers le lit de la plaie pour couvrir puis guérir les lésions cutanées. Ou encore cette étude de la Harvard School of Public Health (HSPH) qui décrypte une propriété cellulaire collective, nommée « kenotaxis » ou la capacité des cellules à éviter l’obstacle en passant  » au plus serré  » tout en se tractant collectivement au plus près de l’obstacle pour combler le vide cellulaire et participer ainsi à la cicatrisation. Ou encore cette étude présentée dans la revue Nature Physics qui définit des modèles informatiques d’interactions mécaniques entre les cellules et montre, en particulier, comment une organisation cellulaire spécifique se met en place pour permettre la cicatrisation. L’objectif est non seulement de mieux comprendre les processus de cicatrisation mais plus largement, la migration cellulaire qui joue un rôle clé dans de nombreuses fonctions biologiques dont développement des organes ou la croissance tumorale.

Mais comment est orchestré ce système commun à tous les organismes vivants ?

Des leaders et des followers : Il existe ainsi des cellules leaders, (cellules fluorescentes sur visuel ci-contre) qui tirent des cellules  » followers  » dans leur sillage pour parvenir à couvrir et guérir la plaie. Un mouvement de masse qui implique des interactions délicates biomécaniques et une signalisation biochimique. Les chercheurs montrent en particulier que lorsque la force mécanique disparaît par exemple sur un site de la plaie où les cellules ont été détruites, laissant un espace vide, dépourvu de cellules, une protéine, Dll4, coordonne les cellules voisines pour migrer vers le site de la plaie et la recouvrir collectivement. De plus, ce processus appelle certaines cellules à se spécialiser soit en  » leaders « , soit en  » followers « .

Un ARN messager qui conduit la migration : Les cellules leaders expriment une forme d’ARN messager ou ARNm, un code génétique spécifique de la protéine Dll4 qui  » émerge  » à l’avant du peloton ou à la pointe de la migration. Les cellules leaders envoient alors des signaux aux cellules followers, qui elles n’expriment pas le messager génétique. Ce système autorégulateur reste actif jusqu’à recouvrement de la plaie.

Cicatrisation des plaies et ingénierie tissulaire, même principe ! Les mêmes processus de migration sont valables en médecine régénérative, mais sont aussi ceux de maladies, comme  » dans  » la propagation du cancer. C’est toujours une combinaison de force mécanique et de signalisation génétique qui stimule les mouvements cellulaires.

La protéine Dll4 est déjà suspectée de jouer un rôle clé dans la migration cellulaire collective. Mais cette étude décrypte pour la première fois sa fonction auprès des cellules leaders. Des données aux implications majeures non seulement pour la cicatrisation des plaies chroniques, comme les plaies diabétiques, mais aussi pour le traitement d’un grand nombre de maladies (accumulation de plaque dans les artères et maladie cardiaque, cancers) et bien sûr en médecine régénérative.

Source: Nature Communications 2015 DOI: 10.1038/ncomms7556 Notch1–​Dll4 signalling and mechanical force regulate leader cell formation during collective cell migration (Visuel@Pak Wong, vignette@Mechanobiology Institute, National University of Singapore)

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