Des scientifiques identifient comment les forces répondent aux forces mécaniques
De nombreux aspects du comportement cellulaire sont influencés par la force mécanique, mais nous ignorons encore comment les cellules simples réagissent à ces forces. Une équipe de chercheurs financée par l'UE a mis en lumière la relation entre les signaux qui affectent le comportement cellulaire et leurs propriétés physiques. L'étude était partiellement financé par le projet RHOMECHANOVASC («Regulation of Rho proteins by mechanical forces in the vascular system»), lequel a reçu une bourse sortante internationale Marie Curie de plus de 213 000 euros au titre du septième programme-cadre (7e PC). Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Celle Biology. Des biologistes et physiciens menés par l'université de Caroline du Nord à Chapel Hill (UNC-Chapel Hill) aux États-Unis ont découvert que lorsqu'une force mécanique est exercée sur des cellules, les protéines Rho-GEF sont activées par différentes voies de signalisation. Selon les chercheurs, ces protéines Rho sont des membres de la superfamille Ras, une classe de protéines associées à l'activité cancéreuse. L'équipe a exercé une force sur des cellules en y appliquant des particules magnétiques tout en utilisant des aimants. Une tension extracellulaire a ainsi pu être atteinte. «L'application de la force sur les intégrines a déclenché des réarrangements cytosquelettiques et une croissance du complexe d'adhésion associé, entraînant une raideur cellulaire appelée renforcement», écrivent les auteurs. «Bien que RhoA joue un rôle au cours du renforcement, les mécanismes moléculaires qui régulent cette activité sont inconnus. En associant des approches biochimiques et biophysiques, nous avons identifié deux facteurs d'échange de nucléotides de guanine (GEF), LARG et GEF-H1, qui agissent en tant que molécules régulatrices de l'adaptation cellulaire à la force exercée. Nous avons démontré que la stimulation des intégrines par des forces tensionnelles déclenche l'activation de ces deux GEF et leur assignation aux complexes d'adhésion.» Commentant le succès de l'étude, l'auteur principal, le professeur Keith Burridge, un chercheur de biologie développemental et cellulaire à l'UNC-Chapel Hill, explique: «Cette expérience a eu lieu uniquement car nous avons pu rassembler une équipe de physiciens et de biologistes cellulaires. C'est très intéressant car nous avons identifié l'intégralité de la voie entre la tension exercée sur la cellule jusqu'aux protéines qui, à leur tour, activent d'autres protéines qui ont tendance à être hyperactive dans le cancer.» Les études antérieures suggéraient que l'environnement mécanique des cellules influence leur croissance et propriétés. Des cellules de tumeurs solides ont une raideur altérée, par exemple. D'autres études ont montré que le pronostic empire lorsque la matrice cellulaire se raidit. Des scientifiques ont également prouvé que les tumeurs rigides perdent de nombreuses cellules, qui s'échappent du site tumoral d'origine, ce qui augmente le risque de dispersion du cancer par métastase. «Nous avons émis une hypothèse selon laquelle la rigidité et la tension cellulaires créent un cercle vicieux menant à une croissance importante, une plus grande densité cellulaire, une tension plus importante et des tumeurs plus importantes», expliquait le professeur Burridge. Selon lui, le financement accordé aux chercheurs, dont une subvention du Fonds de l'université de recherche sur le cancer au États-Unis, a apporté à l'équipe le soutien nécessaire pour obtenir leurs résultats. Les chercheurs ont programmé davantage de travaux, leur permettant d'élucider l'association entre les signaux influençant le comportement et les propriétés physiques des cellules.Pour de plus amples informations, consulter: Nature Cell Biology: http://www.nature.com/ncb/index.html UNC-Chapel Hill: http://www.unc.edu/index.htm
Pays
États-Unis