Coincidence de detection dans l'identité cellulaire – CODECIDE

L’imagerie dynamique et en haute résolution, optogénétique et biomatériaux montrent que l’organisation spatiale des sous-unités de récepteurs de facteurs de croissance à la surface des cellules est un élément de réponse aux signaux physiques et biochimiques de la matrice extracellulaire.

L’activité des BMP sur la différenciation cellulaire dépend de la rigidité de l’environnement tout en induisant une organisation spatiale des sous-unités des récepteurs au BMP2. Les sites d’adhérence à la matrice sont des pièges à certaines sous unités des récepteurs BMP. Cette ségrégation de part et d’autre des sites d'adhérence est mécaniquement contrôlée et permet la formation de complexes différents pour coordonner les processus d'adhésion et de différenciation.

L’organisation spatio-temporelle des récepteurs BMP ouvre des perspectives pour comprendre les dualités fonctionnelles (oncogène versus suppresseur de tumeur) entre sous-unité des récepteurs BMP

Ces résultats ont été diffusés dans des journaux dans des disciplines différentes montrant ainsi l’importance de l’interdisciplinarité dans l’avancée des travaux de recherche mais aussi le dépôt d’un brevet pour le développement de méthodes automatisées. Ainsi notre programme fondamental a réuni biologistes cellulaires, ingénieur en biomatériaux et biophysiciens permettant des avancées scientifiques et technologiques. Le projet CODECIDE coordonné par Corinne Albiges-Rizo et associant Catherine Picart et Benoit Ladoux a démarré en 2018 pour une durée de 4 ans en bénéficiant d’une aide ANR de 613 k€ pour un coût global de 2873 k€.

La médecine régénérative repose sur la compréhension des bases moléculaires de la différenciation d’un tissu par la manipulation des signaux solubles et physiques pour guider le devenir cellulaire des cellules souches. Nos études récentes suggèrent que la cellule décrypte l’information physique et biochimique en détectant la variabilité spatio-temporelle des signaux émis par la matrice comme la fibronectine et le BMP2. Notre modèle est que l’architecture modulaire des patterns adhésifs/facteurs de croissance et leur coïncidence de détection spécifieraient l’identité cellulaire par une coopération contrôlée dans l’espace et le temps entre intégrines et récepteurs BMP. Le projet multidisciplinaire CODECIDE vise à 1) développer des biomatériaux et l’optogénétique pour contrôler spatio-temporellement les récepteurs, 2) corréler l’architecture spatio-temporelle des récepteurs et mécanique cellulaire et 3) définir l’identité cellulaire en fonction de cette détection de coïncidence dans le but de prédire de nouveaux biomatériaux pour provoquer des réponses cellulaires ciblées en médecine régénérative. Ce programme de recherche fournira une vision spatio-temporelle sur le continuum entre la membrane et le noyau ou les facteurs de transcription sont transloqués pour activer es gènes et spécifier l’identité cellulaire.