– ROSETTE

Ce projet se concentre sur un type d'adhérences cellulaires peu connues, mais qui jouent un rôle essentiel dans l'invasion cellulaire physiologique et pathologique des tissus cohésifs. Ces structures sont appelées podosomes dans les ostéoclastes et macrophages, et invadopodes dans les cellules métastatiques cancéreuses. Les podosomes/invadopodes possèdent la capacité extraordinaire de s'auto-assembler en supra structures en forme d'anneaux : les rosettes, dont le diamètre croit avec le temps. Cet auto-assemblage est indispensable aux capacités invasives cellulaires. La compréhension de cette fonction passe donc non seulement par la connaissance des enzymes impliquées mais aussi par celle des mécanismes à l?échelle supramoléculaire. La formation des podosomes/invadopodes individuels est initialisée par la nucléation d'une colonne d'actine perpendiculaire au substrat sur lequel se trouve la cellule. Cette colonne est capable de se diviser comme montré par Evans et al. en 2003. L'assemblage des podosomes/invadopodes est strictement contrôlée par l'activité de la protéine tyrosine kinase Src. Src peut être sous formes quiescente, ou activée par des tensions mécaniques exercées sur des récepteurs de type intégrine (les récepteurs majeurs permettant l'adhérence cellulaire sur la matrice extracellulaire) ou par une interaction avec des partenaires. Non seulement Src est nécessaire à la formation des invadopodes/podosomes, mais il initialise également un rétro contrôle négatif qui implique le clivage par l'endoprotéase calpaine 2, (et donc l'inactivation), de divers composés des podosomes/invadopodes (dont Src lui-même), ce qui conduit au désassemblage de ces structures. Sur la base de ces résultats expérimentaux, le but du projet est de définir un modèle minimal et prédictif de l'assemblage et la dynamique des rosettes de podosomes/invadopodes (Task 1). Cette modélisation donnera des tendances qui suggéreront sur un nombre limité de mécanismes clés de régulation impliqués dans ce phénomène. Les rosettes pouvant être suivies par vidéo microscopie sur des cellules vivantes grâce à l'expression de protéines de fusion fluorescentes, un nombre important de paramètres sont mesurables (comme la vitesse d'expansion des rosettes, leur épaisseur, la distance entre les podosomes individuels, ou encore le diamètre des colonnes d'actine) permettent une étude quantitative. Les prédictions du modèle pourront donc être facilement confrontées aux résultats expérimentaux. Précisément, nous nous proposons de mesurer et cartographier l'activation de la kinase Src à l'aide de biosenseurs basés sur le FRET, et de vérifier la formation de gradient d'activité Src autour des rosettes et son absence au centre de la rosette. L'effet de la modulation activité de la calpaine 2 sur la dynamique des rosettes sera également étudié en modifiant génétiquement soit cette dernière, soit ses substrats (coractin, chaîne beta3 de l'intégrine, Src). Nous comparerons les résultats obtenus avec les prédictions du modèle (task2). L'activité de Src mesurée bar biosenseurs sera corrélée à la cartographie 3D des forces générées par la rosette. Enfin, nous étudierons les déformations de la rosette générées par la création d'une anisotropie des tensions cellulaires induite par déformations locales par AFM, ou la micro structuration du support adhésif (task3). Les résultats obtenus conduiront à modifier et affiner le modèle.