Les effets mécaniques cellulaires sont classiquement réalisés par la contraction des filaments d’actine grâce à des protéines (les myosines) qui jouent le rôle de moteur moléculaire. Cependant, l’actine seule ne permet pas aux cellules de passer au travers de si petits interstices. Des chercheurs de l'Irig, en collaboration avec les équipes du CNRS et de l’université d’Utrecht en Hollande, ont révélé le rôle primordial des microtubules pour réaliser une telle transformation morphologique (cf. Figure).
Depuis 2013, en développant leurs études sur la forme et la division des cellules souches, les chercheurs ont découvert combien les microtubules sont sensibles aux forces de pression subies par la cellule dans les interstices. Les scientifiques ont astucieusement mis au point un dispositif basé sur une sorte de film plastique où sont greffées des cellules vivantes : en étirant le film, il devient possible d’appliquer aux cellules des déformations précises. Les forces sont exercées à vitesse, fréquence, direction et pression-relaxation parfaitement contrôlées. Ainsi, les microtubules, généralement très dynamiques, se stabilisent lorsque les cellules se compriment en s’engageant dans les interstices, afin de permettre leur progression.
De plus, les chercheurs ont identifié le mécanisme moléculaire de la stabilisation des microtubules : des protéines associées aux extrémités en croissance des microtubules, assurent leur élongation rapide en se repositionnant dans les zones déformées.
Ces études révèlent de nouvelles propriétés fondamentales des microtubules et démontrent leur implication dans la migration cellulaire en réponse aux contraintes mécaniques et spatiales de l’environnement. Ces processus pourraient bien être impliqués dans l’invasion tumorale ou l’exploration des tissus par les cellules immunitaires. Le mécanisme identifié pourrait conduire au développement d’une nouvelle stratégie moléculaire pour contrôler ces migrations cellulaires.
Figure : architecture de réseaux de microtubules.