À l'aide d’une technique de microscopie avancée et de cartographie 3D, les chercheurs Université de Washington à Saint-Louis décryptent tout le processus mécanobiologique qui conduit la cicatrisation des plaies. De quoi s’agit-il ? Les chercheurs décryptent tout l’enchaînement des forces mécaniques cellulaires du départ du processus de cicatrisation jusqu'à la fermeture de la plaie, ainsi que lors de ses déviances, dont la fibrose et les métastases cancéreuses. Ces travaux, présentés dans la revue ACS Nano permettent de mieux comprendre des interactions coopératives et mécaniques entre cellules de différents types et laissent espérer une cicatrisation toujours mieux dirigée.
L’auteur principal, Delaram Shakiba, chercheur au Center for Engineering Mechanobiology (CEMB) de la McKelvey School of Engineering décrypte avec son équipe comment les fibroblastes, ou cellules communes du tissu conjonctif, interagissent avec la matrice extracellulaire, qui fournit un soutien structurel ainsi que des signaux biochimiques et biomécaniques aux cellules. L'équipe reconstitue ainsi le processus récursif entre les cellules et leur environnement.
Suivre les cellules à la trace pour mieux les diriger
Ces travaux confirment en synthèse que :
- les fibroblastes réunissent les berges de la plaie, l’induisant à se contracter ou se refermer ;
- les fibroblastes se frayent un chemin à travers le collagène, puis tirent le collagène essentiellement via de minuscules poils ou « filopodes » ;
- au fur et à mesure que ces cellules accumulent du collagène, le remodelage et l'alignement des fibres de collagène entraînés par la tension permet la formation de bandes de collagène. Cela nécessite des interactions coopératives et mécaniques entre les cellules, décryptées ici et modélisées par les chercheurs ;
- le collagène remodèle ensuite la matrice extracellulaire pour refermer complètement la plaie.
Ainsi, l’étude met en évidence une biomécanique totalement différente aux début et à la fin du processus, au point que les réponses cellulaires aux traitements pourraient être à l'opposé aux stades précoces et aux stades ultérieurs.
« Nous connaissons maintenant les règles de base suivies par les cellules au cours du processus de cicatrisation. Nous pouvons maintenant commencer à concevoir des stimuli spécifiques pour contrôler le comportement des cellules de manière à favoriser la construction d'une structure d'ingénierie tissulaire ».
Au-delà de pouvoir contrer les retards ou les absences de cicatrisation, l’étude va contribuer aux efforts cliniques contre la prévalence des plaies chroniques mais également contre la progression de maladies fibrocontractiles, telles que les cicatrices et la fibrose, liées à une agglomération excessive de collagène.
Source: ACS Nano July 2020 DOI : April 14, 2020 DOI : 10.1021/acsnano.9b09941 The Balance between Actomyosin Contractility and Microtubule Polymerization Regulates Hierarchical Protrusions That Govern Efficient Fibroblast–Collagen Interactions
Équipe de rédaction SantélogSep 16, 2020Rédaction Santé log
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