Sous tension: un nouveau moyen de guider un groupe de cellules en migration

Les migrations cellulaires sont essentielles à de nombreux processus normaux (cicatrisation, régénération, développement embryonnaire) et pathologiques (formation de métastases notamment). Depuis une quinzaine d’années, il est apparu que beaucoup de migrations cellulaires sont collectives, à savoir que chaque cellule a besoin de ses voisines pour se déplacer. Néanmoins les mécanismes responsables de ces migrations collectives restent peu connus.

Les scientifiques utilisent l’embryon précoce de poisson-zèbre comme système modèle. Etant largement transparent, ce modèle permet de suivre précisément les migrations cellulaires, tout en offrant la possibilité de manipuler physiquement ou génétiquement les cellules ou leur environnement. En se concentrant sur une population cellulaire particulière, le mésendoderme axial, ils ont identifié un mode de guidage original : pour migrer, une cellule émet vers l’avant une protrusion (extension de membrane) qui lui permet de progresser par traction. Cette protrusion exerce donc une tension sur la cellule située devant elle. Cette tension est perçue dans la cellule par un système moléculaire de détection des forces, et induit l’orientation de la cellule, qui va alors à son tour émettre une protrusion vers l’avant, et orienter la cellule devant elle. L’information de direction se propage ainsi de cellules en cellules à travers le tissu. Ce mécanisme permet à un groupe de cellules de s’orienter, sans nécessiter de signaux de guidage extérieurs, ce qui pourrait être particulièrement pertinent pour des cellules cancéreuses capables d’envahir de nombreux tissus qui ne fournissent pas a priori de signaux de guidage.

A l’échelle d’un groupe cellulaire, ce mécanisme assure également la coordination du mouvement des cellules : si les cellules situées à l’arrière ralentissent, l’information de direction se propage moins efficacement, les cellules à l’avant migrent alors de façon moins orientée, induisant un ralentissement de leur mouvement global. Ce mode de guidage cellulaire est donc une façon simple et robuste de coordonner les mouvements de différentes cellules et d’assurer ainsi l’intégrité des tissus lors de grands mouvements cellulaires, comme ceux ayant lieu au cours du développement embryonnaire. 

Guidance by followers ensures long-range coordination of cell migration through α-catenin mechanoperception.
Boutillon A, Escot S, Elouin A, Jahn D, González-Tirado S, Starruß J, Brusch L, David NB.
Dev Cell. 24 mai 2022. doi: 10.1016/j.devcel.2022.05.001