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Les scientifiques décrivent le mécanisme neuf de la locomotion cellulaire

Tandis que le monde entier est dans le lockdown pendant la crise actuelle de corona, certaines cellules dans nos fuselages sont toujours longue distance de déplacement : tandis que ceci se produit quand vous développez la pneumonie, la coupure d'ordinaire sur votre doigt déclenchera également des leucocytes de globules blancs aka pour entrer immédiatement hors de vos vaisseaux sanguins dans le site de l'inflammation.

De même, les cellules cancéreuses, qui peuvent provenir de n'importe quel tissu ou organe, peuvent également écarter et se reproduire loin de leur point d'origine. Le résultat : une métastase.

Habituellement, chaque cellule dans les grippages d'organisme à son entourage par l'intermédiaire des récepteurs spécifiques d'adhérence qui sont présents sur sa membrane de plasma. En tant que « colle » universelle entre les cellules et leurs environs, ces récepteurs d'adhérence, ou intégrines, l'un ou l'autre stabilisent une cellule si elle doit rester immobile, ou servent d'attaches quand la cellule s'élève par le tissu.

Mais comment certains types de cellules telles que des globules blancs peuvent-ils flexible ramper par différents tissus, bien que ces tissus se composent de molécules très distinctes qui n'apparient pas forcément les récepteurs d'adhérence ?

Déménager avec et sans une « colle »

Le mystère a été résolu dans une étude de nature récente par le groupe de Michael Sixt à l'institut de la science et technologie Autriche (IST Autriche) et aux collaborateurs de France.

La combinaison expérimente avec les modèles matériels, les scientifiques décrivent un mécanisme neuf de locomotion de cellules qui des travaux complet indépendants d'une cellule grippant particulièrement au milieu extracellulaire. Au lieu de cela, les cellules emploient la géométrie de l'environnement pour s'actionner.

Dans leurs expériences, les biologistes ont employé différents types de leucocytes desquels ils ont génétiquement éliminé le fonctionnement des intégrines pour interrompre le grippement entre les cellules et leur milieu extracellulaire.

Tandis que les intégrines sont essentielles pour la survie et le mouvement de presque tous les types de cellules, les scientifiques d'IST Autriche avaient découvert dans une étude précédente que les leucocytes peuvent déménager et survivre sans intégrines. Les mêmes se sont avérés être vrais pour quelques cellules cancéreuses.

Raisons glaciales en avant !

Pour analyser le mécanisme de locomotion qui permet à des cellules d'émigrer faute d'adhérence, les scientifiques se sont concentrés sur la géométrie de l'environnement plutôt que sa composition moléculaire. Ils ont conçu les glissières « microfluidic » de taille d'une cellule minuscules avec différentes géométries de paroi : complet de lisse à la texture approximative ou dentelée.

Ils ont alors laissé les cellules émigrer par ces glissières pour observer que les cellules intégrine-déshéritées ne pouvaient pas avancer quand les parois étaient lisses et parallèles. « Les cellules « faisaient fonctionner sur place »--juste comme un pneu de véhicule tournerait pour les raisons glaciales, » dit Anne Reversat, le premier auteur de l'étude et du postdoc d'IST Autriche d'ancien, qui fait maintenant la recherche à l'université de Liverpool.

Cependant, quand les parois ont été données une consistance rugueuse avec des cahots, les cellules pourraient efficacement émigrer sans intégrines. Les cellules qui transportaient toujours leurs intégrines pourraient également émigrer dans des glissières texturisées et douces approximatives. »

Anne Reversat, Postdoctrate, premier auteur d'étude, IST Autriche

L'adhérence droite à aller partout

En regardant plus étroitement expérimental et théoriquement la biomécanique d'un tel mouvement « tous terrains » de cellules, Reversat a et autres découvert le thème mécanique d'unification qui est à la base des deux modes de locomotion : Actine--le matériau de construction filamenteux du cytosquelette des cellules--flux de devant de la cellule à la fin.

Ce « flux rétrograde d'actine » est la force dans la cellule qui, une fois accouplée à l'environnement, conduit le corps cellulaire vers l'avant. le Force-couplage peut se produire par l'intermédiaire des intégrines qui pénètrent la membrane de plasma et branchent de ce fait l'actine intracellulaire au substrat extracellulaire.

Comme les scientifiques ont trouvé, cependant, l'actine peut non seulement s'accoupler par des intégrines ; elle peut également ne s'accoupler sans aucun récepteur de transmembrane. Reversat : « Le flux rétrograde produit des forces de cisaillement intracellulaires qui poussent contre les parois de glissière chaque fois qu'il y a un cahot.

Si les parois sont parallèles, ou les cahots sont trop éloignés, ceci ne fonctionne pas. Une autre voie de voir ceci est que la cellule s'actionne en changeant sa forme au fil du temps. Après tout, les leucocytes sont les cellules amiboïdes--« amoibos » étant le mot grec pour « changer ».

Car la structure fine des tissus est géométriquement très complexe, les cellules amiboïdes peuvent toujours compter sur ce mode de locomotion. Ceci les rend énormément capables de s'adapter. Essentiellement, ils peuvent aller partout. »

Source:
Journal reference:

Reversat, A., et al. (2020) Cellular locomotion using environmental topography. Nature. doi.org/10.1038/s41586-020-2283-z.