CE13 - Biologie Cellulaire, biologie du développement et de l’évolution  2020

Etude d'un second mode de migration collective – collamoeboid

Nous avons combiné des approches cellulaires et bio-physique afin de démontrer l'existance d'un nouveau mode de migration collectif. Nous avons ensuite décrit les modalités de cette migration. Nous avons également modélisé ce mode de migration collectif via des modèles théoriques de physique.

Nous avons découvert que dans des environnements confinés où les interactions avec la matrice sont limitées, les clusters de cellules adoptent un mode de migration collective similaire à la migration amiboïde de cellule unique, où la coordination intercellulaire permet aux cellules de se déplacer comme une unité cohésive. Ce mode de migration est caractérisé par l'activation coordonnée de la contractilité actomyosine, qui génère des forces propulsives à l'arrière de l'amas cellulaire. Cette contraction actomyosine collective aide à propulser l'ensemble de l'amas à travers des espaces confinés, même en l'absence d'adhérence classique à la matrice extracellulaire.

L'étude met en lumière plusieurs mécanismes clés qui régissent ce comportement. Tout d'abord, il y a une réorganisation du cytosquelette d'actine au sein des cellules de l'amas, favorisant la polarisation et la génération de forces dirigées. Ensuite, les connexions intercellulaires jouent un rôle crucial en assurant la transmission des forces contractiles de cellule en cellule, permettant une migration coordonnée. Cette approche collective confère aux amas un avantage significatif en termes de vitesse et d'efficacité de migration à travers des environnements complexes et restreints.

Ces découvertes ont des implications importantes pour notre compréhension de la biologie des tumeurs et de la dissémination métastatique. La capacité des cellules cancéreuses à migrer efficacement dans des environnements confinés sans adhésion traditionnelle pourrait expliquer en partie leur capacité à envahir et à coloniser de nouveaux sites dans le corps. En ciblant les mécanismes de la contractilité actomyosine ou les interactions cellulaires spécifiques nécessaires à cette migration collective, il pourrait être possible de développer de nouvelles thérapies pour empêcher la propagation métastatique des cancers.

 

Ces découvertes ont des implications importantes pour notre compréhension de la biologie des tumeurs et de la dissémination métastatique. La capacité des cellules cancéreuses à migrer efficacement dans des environnements confinés sans adhésion traditionnelle pourrait expliquer en partie leur capacité à envahir et à coloniser de nouveaux sites dans le corps. En ciblant les mécanismes de la contractilité actomyosine ou les interactions cellulaires spécifiques nécessaires à cette migration collective, il pourrait à long terme être possible de développer de nouvelles thérapies pour empêcher la propagation métastatique des cancers.

Résumé de soumission

Etude d'un second mode de migration collective

Notre programme de recherche vise à étudier un nouveau mode de migration que nous avons nommé « collective amiboide ». La migration des cellules indépendantes s’exerce selon deux mécanismes distincts, suivant que la force est générée par adhésion/traction (mesenchymal) ou par friction/propulsion (amiboïde). A ce jour, un seul mode de migration collective n’a été décrit ; il repose sur l’adhésion des cellules à un substrat et la traction de la cohorte par des « leaders ».
Nos résultats non publiés, obtenus à partir d’explants et de lignées cellulaires normales et tumorales, démontrent pour la première fois que des groupes de cellules peuvent migrer indépendamment de la formation d’adhésions focales. Les cohortes se propulsent dans des environnements non-adhérents grâce à la contractilité du cytosquelette d’acto-myosine. Ce programme de recherche vise caractériser ce second mode de migration collective en répondant aux questions suivantes :

i) Existe t’il une polarité avant/arrière dans le groupe de cellules?
ii) Comment la force est-elle générée et coordonnée dans ces cohortes ?
iii) Les cohortes sont-elles hiérarchisées en cellules « leaders » et « followers »?
iv) Les cohortes sont-elle « plastiques », alternant migration collective par traction et par propulsion ? quels en sont les déterminants ?
v) Où et quand la migration collective amiboïde est-elle activée dans les processus physiologiques et pathologiques ?

Notre consortium multidisciplinaire utilisera la modélisation, la micro-fabrication, l’optogénétique combinés à des approches de microscopie afin de résoudre ces questions. Basés sur de robustes résultats préliminaires, ce programme impactera la recherche fondamentale en décrivant un quatrième mode de migration cellulaire. Alors que la migration collective amiboide semble préférentiellement activée pas les cellules tumorales, nos résultats pourraient aussi être exploités en recherche biomédicale afin de cibler la dissémination métastatique des cancers.

Coordination du projet

Fanny Jaulin (DYNAMIQUE DES CELLULES TUMORALES)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenariat

LJP Laboratoire Jean PERRIN
DYNAMIQUE DES CELLULES TUMORALES
UMR168 PCC INSTITUT CURIE - SECT DE RECHERCHE
IC Institut Curie

Aide de l'ANR 571 199 euros
Début et durée du projet scientifique : mars 2021 - 36 Mois

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