La base moléculaire de la polarité cellulaire
Les cellules ont une capacité intrinsèque à polariser leur structure et leur fonction. Cela signifie que suivant un signal extracellulaire, elles distribuent asymétriquement les éléments du cytosquelette et du système de membrane, conduisant à la circulation de membrane polarisée. Cette propriété facilite de nombreux processus biologiques, y compris le développement des tissus, la transmission neuronale et les réponses immunitaires. Le cytosquelette des microtubules est l'élément central de la polarité cellulaire. L'accumulation de preuves indique que les évènements de la membrane plasmique, y compris l'activation des récepteurs, la signalisation de l'intégrine et le recrutement de certains facteurs sont nécessaires pour la stabilisation des microtubules. Toutefois, le mécanisme de régulation de la stabilisation des microtubules et de la polarité reste insaisissable. La portée du projet CELL POLARITY (Role of microtubule polarity and polarized membrane traffic in directed cell migration), financé par l'UE, était de délimiter ces mécanismes moléculaires et d'identifier les facteurs importants pour la circulation orientée. À cet effet, ils ont établi un système de fibroblaste de lèvre de plaie et utilisé des méthodes d'imagerie haute/super-résolution pour quantifier les changements des microtubules après arrêt de facteurs spécifiques. Les résultats de la recherche ont révélé que deux protéines de polarité conservées de manière évolutionnaire, Numb et Par3, présentaient des rôles opposés dans la stabilisation des microtubules. L'adaptateur d'endocytose Numb a agi comme un nouveau suppresseur de la stabilité des microtubules, alors que la protéine d'échafaudage de polarité Par3 était nécessaire à la stabilisation. Cette interaction Numb/Par3 pourrait régler la quantité de microtubules stables, réglementant de la sorte la vitesse ou la persistance de la migration cellulaire dirigée. Les scientifiques ont en outre exprimé le Par3 fluorescent pour visualiser son comportement spatio-temporel dans les cellules migratoires. Ils ont identifié deux ensembles distincts de Par3, une statique aux contacts cellule-cellule et une dynamique au bord de pointe. L'identification de la signification biologique de l'ensemble dynamique contribuerait à délimiter sa ressemblance avec le flux rétrograde de l'actine et la stabilisation des microtubules. En outre, les scientifiques ont utilisé de nouvelles méthodes d'imagerie novatrices super-résolution axées sur la fluorescence comme la microscopie à illumination structurée, l'épuisement des émissions stimulées et la microscopie de reconstruction optique stochastique directe. Cela a assuré une meilleure résolution sur les méthodes conventionnelles pour analyser l'organisation spatio-temporelle des protéines sous-cellulaires et des organites au cours de la polarité cellulaire. Dans l'ensemble, l'étude CELL POLARITY a fourni de nouveaux liens mécaniques entre l'endocytose intégrine, la commutation de phosphoinositide et la stabilité des microtubules. Étant donné le rôle d'un grand nombre de ces facteurs dans des maladies telles que le cancer et les troubles neurologiques, les résultats du projet donnent de nouveaux objectifs pour une intervention thérapeutique.
Mots‑clés
Polarité cellulaire, cytosquelette, microtubule, Numb, Par3, migration cellulaire