Sentir la pression: comment l’intestin détecte-t-il quand il a besoin d’être réparé?
La plupart des personnes pensent que l’intestin réagit à ce que nous mangeons ou aux microbes qui y vivent. Mais chaque jour, nos intestins sont également étirés, comprimés et pressés lorsqu’ils font progresser les aliments dans le système digestif. Selon Ditte Skovaa Andersen, professeure agrégée à l’université de Copenhague(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), ces forces physiques pourraient jouer un rôle tout aussi important que les signaux chimiques dans le maintien d’un intestin en bonne santé. «L’intestin subit en permanence des étirements, des contractions et des pressions lorsqu’il digère les aliments et les fait progresser dans le système digestif», explique-t-elle. «Ces forces mécaniques aident les cellules intestinales à réguler leur croissance, leur réparation et l’absorption des nutriments.» Soutenue par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, Ditte Skovaa Andersen a étudié la manière dont les cellules souches intestinales détectent ces forces et y réagissent, dans le cadre du projet MECHANOGUT. Ses travaux portaient sur la mécanosensation, c’est-à-dire la capacité des cellules à percevoir les changements de leur environnement physique et à y réagir.
Une usine capable de se renouveler d’elle-même
L’intestin se renouvelle en permanence. Les cellules anciennes sont éliminées et remplacées par de nouvelles, générées par les cellules souches intestinales. Comprendre comment ces cellules souches savent quand se diviser et quel type de cellules produire est une question centrale en biologie régénérative. «Je compare souvent l’intestin à une usine capable de se renouveler d’elle-même», déclare Ditte Skovaa Andersen. «Les cellules souches produisent en permanence de nouvelles cellules pour remplacer les anciennes, et nous étudions comment les forces physiques générées par la perte de cellules anciennes ou endommagées contribuent à orienter ce processus.» Pour étudier ces mécanismes, Ditte Skovaa Andersen a utilisé la mouche du vinaigre, Drosophila, un organisme modèle très performant qui partage bon nombre des processus biologiques fondamentaux observés chez l’être humain. «L’intestin de la mouche nous permet d’observer ces processus chez un organisme vivant avec un niveau de précision difficile à atteindre chez les mammifères», explique-t-elle.
Comment les cellules souches perçoivent les lésions
L’une des principales découvertes de ce projet est que les cellules souches semblent capables de détecter la perte des cellules voisines ou les lésions qu’elles subissent. Les chercheurs ont découvert qu’un récepteur mécanosensible appelé CIRL/latrophiline(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) devient très actif à la suite d’une lésion de la muqueuse intestinale. Leurs résultats suggèrent que les cellules souches recourent à cette voie pour détecter les changements dans leur environnement et coordonner la réparation tissulaire. «Nous émettons l’hypothèse que les cellules souches utilisent cette voie pour détecter la perte de cellules matures voisines et coordonner leur différenciation afin de remplacer les cellules perdues», ajoute Ditte Skovaa Andersen. Ce processus est particulièrement important pour préserver la barrière intestinale, cette couche protectrice qui permet aux nutriments de pénétrer dans l’organisme tout en empêchant les bactéries nocives et les toxines d’y entrer. Lorsque cette barrière s’affaiblit, une inflammation peut survenir, contribuant ainsi à l’apparition de troubles digestifs et d’autres problèmes de santé.
Des conséquences au-delà de l’intestin
Ces résultats pourraient à terme aider les scientifiques à mieux comprendre certaines pathologies, telles que les maladies inflammatoires de l’intestin et le déclin de la capacité de réparation tissulaire lié à l’âge. «Les signaux mécaniques apparaissent comme des facteurs déterminants dans les maladies gastro-intestinales, comme les maladies inflammatoires de l’intestin et les cancers colorectaux», souligne Ditte Skovaa Andersen. Plus généralement, ces travaux mettent en lumière une prise de conscience croissante en biologie: les cellules ne réagissent pas uniquement aux substances chimiques, mais aussi aux forces physiques. Comprendre comment elles interprètent ces signaux mécaniques pourrait donc avoir des implications bien au-delà du système digestif. En expliquant la manière dont les cellules souches associent les informations physiques aux signaux biologiques, MECHANOGUT aide les chercheurs à comprendre non seulement comment l’intestin se régénère, mais aussi comment les tissus vivants complexes conservent leur structure tout au long de la vie.
