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Regardez les cellules se frayer un chemin dans le labyrinthe depuis le palais de Hampton Court

Par Alice Klein

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Cellules de Dictyostelium naviguant dans une version du labyrinthe à Hampton Court Palace à Londres

Luke Tweedy (CRUK Beatson Institute), Michele Zanoni (Université de Strathclyde) et Robert Insall (Université de Glasgow)

Les cellules peuvent rapidement résoudre des labyrinthes artificiels en générant des gradients chimiques pour prédire l’itinéraire le plus rapide, une astuce intelligente qui peut expliquer comment elles migrent à travers le corps.

Nos cellules doivent souvent parcourir des itinéraires très compliqués. «Si vous vous coupez le doigt, par exemple, vos globules blancs doivent trouver leur chemin dans toutes sortes de choses comme les nerfs et les cellules de la peau pour passer de vos vaisseaux sanguins à la plaie», explique Robert Insall, du Cancer Research UK Beatson Institute à Glasgow.

Il est bien connu que les cellules peuvent parcourir de courtes distances en détectant et en se déplaçant vers des produits chimiques attractifs, ou «chimioattractants», dans leur voisinage direct, mais la façon dont elles parcourent des itinéraires plus longs n’est pas claire.

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Pour le savoir, Insall et ses collègues ont étudié les chemins empruntés par les cellules à travers des labyrinthes générés par ordinateur et de la vie réelle.

Ils ont constaté que les cellules déterminent la meilleure voie à suivre en utilisant des enzymes pour décomposer les chimioattractants dans leur environnement immédiat, puis en détectant dans quelle mesure les produits chimiques sont reconstitués dans différentes directions. «Ils lisent les gradients chimiques résultants pour voir où aller», explique Insall.

Cela permet aux cellules de faire la différence entre des impasses et des chemins clairs, car le chimioattractant frais ne revient que par des chemins clairs, dit-il. «Lorsque les cellules s’approchent d’une jonction menant à une impasse et à une non-impasse, elles absorbent tout le chimioattractant des deux côtés, mais seul le bon côté est reconstitué.»

Cette stratégie a permis aux cellules cancéreuses du pancréas de souris et aux cellules d’amibes à base de sol appelées Dictyostelium discoïde pour résoudre rapidement des labyrinthes artificiels en silicone, dont une réplique miniature du célèbre labyrinthe de haies de Hampton Court Palace à Londres.

«Les cellules sont meilleures pour résoudre ces labyrinthes que les gens car elles peuvent flairer un chemin avant même d’entrer, alors que nous ne pouvons pas dire qu’il y a un coin aveugle tant que nous ne sommes pas entrés et que nous l’avons vu avec nos yeux», déclare Insall.

Les chercheurs espèrent que les résultats amélioreront notre compréhension des processus complexes de migration cellulaire à l’intérieur du corps, y compris la façon dont les cellules cancéreuses se propagent et comment les cellules individuelles qui composent les embryons trouvent leur bonne position.

Référence du journal: Science, DOI: 10.1126 / science.aay9792

Article modifié le
28 août 2020

Nous avons corrigé les parties du corps dans lesquelles les globules blancs doivent naviguer et le matériau à partir duquel les labyrinthes sont fabriqués

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