Au-dela de la forme et de l'énergie - Définir de nouveaux rôles des mitochondries dans la migration cellulaire – MitoMove

Les mitochondries sont des organites multifonctionnels essentiels au métabolisme énergétique cellulaire, à l’homéostasie du calcium et à l’équilibre redox. Au-delà de ces rôles classiques, elles émergent comme des régulateurs clés de la motilité cellulaire, un processus fondamental impliqué dans la morphogenèse, la réponse immunitaire et la cicatrisation. Cependant, le lien mécanistique entre les mitochondries et la migration cellulaire reste mal compris, avec des preuves contradictoires concernant le rôle de la dynamique mitochondriale dans la motilité. Le projet MitoMove vise à élucider l’influence des mitochondries sur la motilité cellulaire en abordant trois objectifs majeurs : (O1) déterminer l’ampleur de la relocalisation mitochondriale et les changements dynamiques associés lors de la migration, (O2) identifier la relation temporelle entre la formation des lamellipodes et la relocalisation mitochondriale grâce à des approches optogénétiques et de manipulation des organites, et (O3) évaluer la spécialisation fonctionnelle des mitochondries localisées dans les lamellipodes.

En utilisant des modèles cellulaires et le poisson-zèbre comme système in vivo, MitoMove exploitera l’imagerie avancée en temps réel, des perturbations génétiques et pharmacologiques, ainsi que des outils optogénétiques pour manipuler avec précision le positionnement mitochondrial. Les principaux résultats attendus incluent une cartographie spatio-temporelle haute résolution de la relocalisation mitochondriale, la manipulation de la formation des lamellipodes et du comportement mitochondrial, ainsi que la validation de matrices 3D pour l’étude de l’invasion cellulaire. De plus, le projet analysera l’impact d’une fusion/fission mitochondriale excessive sur la migration, évaluera les effets des mitochondries sur les adhésions focales et développera des modèles de poisson-zèbre permettant de visualiser la relocalisation mitochondriale et son effet sur la migration cellulaire in vivo. Des informations fonctionnelles seront obtenues grâce à la manipulation optogénétique des lamellipodes, au développement de modèles cellulaires pour contrôler la relocalisation mitochondriale à l’échelle des populations cellulaires, ainsi qu’à une modélisation mathématique des effets de la distribution mitochondriale sur la motilité cellulaire. Enfin, l’utilisation de divers biosenseurs et d’analyses protéomiques non biaisées permettra de caractériser les mitochondries fonctionnellement spécialisées dans les lamellipodes.

En intégrant biologie cellulaire, optogénétique et imagerie in vivo, MitoMove fournira des connaissances mécanistiques inédites sur l’implication des mitochondries dans la motilité cellulaire. Cette recherche aura des implications majeures pour la compréhension des mécanismes fondamentaux de la migration cellulaire en biologie du développement.