Rôle du stress mécanique dans la communication intercellulaire lors de la morphogénèse épithéliale – CellCOMM

Comment les structures branchées s’organisent en trois dimensions à partir d’un simple feuillet épithélial pour constituer un organe reste à ce jour mal défini. Le projet proposé ici a pour objectif de mieux comprendre le rôle joué par le stress mécanique lors de la morphogénèse des structures branchées et de tester si la propagation du stress mécanique participe à la communication intercellulaire et à la coordination de ce processus complexe.
Des avancées importantes en biologie moléculaires ont permis d’identifier les mécanismes génétiques et les facteurs de croissance qui participent à l’organisation des structures branchées. Cependant des expériences récentes indiquent que l’organisation des structures branchées peut s’établir in vitro alors même que l’environnement biochimique n’est pas maintenu, indiquant ainsi que des mécanismes complémentaires existent. Malgré ces avancées, le rôle joué par la mécanique au cours de la morphogénèse et son influence sur la coordination spatio-temporelle des événements biologiques est mal défini.
Au cours des dix dernières années, des travaux ont permis de mettre en évidence que la transmission inter-cellulaire du stress mécanique peut réguler à distance des signaux et des fonctions cellulaires. Nous avons récemment mis au point une approche quantitative permettant de mesurer le stress mécanique à l’intérieur d’un agrégat de cellules en 3D (Dolega et al., Nature Comm. 2017). Nos résultats confirment que le stress mécanique se propage à travers une structure pluricellulaire et montrent que cette transmission impacte graduellement le comportement des cellules. Ainsi notre hypothèse est que le stress mécanique local généré par la déformation du feuillet épithélial contrôle le profil de prolifération au cours de la morphogénèse des structures branchées.
Dans le projet CellCOMM nous proposons :
1) Développer un système expérimental innovant afin d’appliquer dynamiquement et avec précision des contraintes mécaniques locales sur une monocouche épithéliale cultivée dans des conditions physiologiques.
2) De corréler la propagation du stress mécanique avec la régulation de fonction cellulaire telle que la prolifération. Nous déterminerons ainsi les échelles spatio-temporelles aux quelles le stress mécanique impacte le cycle cellulaire et le comportement cellulaire. De plus, nous déterminerons les conséquences de cette transmission sur la formation des structures branchées au moyen d’un modèle en trois dimensions.