Dissection moléculaire des mécanismes assurant l’architecture et la plasticité d’un épithélium – ARCHIPLAST

Ce projet a pour objectif l’étude des mécanismes moléculaires assurant la stabilité et le remodelage dans un épithelium. Les épithélia séparent différents milieux physiologiques dans un organisme et sont composés de cellules polarisées où la surface apicale et latérale sont délimitées par des jonctions. Leur stabilité assure la cohésion de l’organisme. Mais les épithélia sont aussi fortement remodelés au cours du développement. Comprendre comment les jonctions maintiennent l’architecture polarisée des cellules et leur remodelage est une question centrale. Des perturbations même mineurs de l’équilibre plasticité/robustesse d’un épithélium accompagne des processes pathologiques divers au cours de la progression de cancers solides.
Nous utiliserons l’embryon de drosophile comme système expérimental modèle. Les epithelia partagent des caractéristiques et composants essentiels entre les vertébrés et les invertébrés. L’embryon de drosophile est un système très puissant pour comprendre comment la polarité épithéliale est mise en place et maintenue, et comment les propriétés mécaniques des interfaces cellulaires sont régulées au cours du remodelage épithélial. Nous étudierons plus précisément l’intercalation cellulaire caractérisée par un remodelage polarisé des jonctions produisant l’allongement du tissu, et la constriction apicale nécessaire à l’invagination épithéliale. Ces 2 processus nécessitent l’action de forces contractiles exercées par le réseau d’acto-myosine, mais régulées de manière distincte dans les 2 cas. Ils nécessitent aussi la présence de jonctions adhérentes pour ancrer et transmettre les forces contractiles au cours des changements de forme cellulaire.
Nos efforts porteront sur les propriétés fondamentales des cellules nécessaires à la stabilité et au remodelage épithélial : l’adhésion contrôlée par E-cadhérine, et la production de forces par le réseau d’acto-myosine, ainsi que leur transmission au cortex. Le but général est de comprendre comment la dynamique tissulaire émerge des propriétés subcellulaires adhésives et contractiles et de leur régulation et coordination.
Nous emploierons des approches expérimentales variées et complémentaires, alliant études fonctionnelles génétiques, biochimie, imagerie quantitative dynamique et manipulations mécaniques. Nos objectifs sont de comprendre : i) ce qui assure la distinction entre constriction et intercalation par la régulation différentielle de Myosin-II ; ii) comment la polarité planaire est régulée pendant l’intercalation ; iii) ce qui régule la distribution et la dynamique de E-cadherine, et en particulier le rôle de l’endocytose et de l’exocytose dans ce processus ; iv) les mécanismes assurant la capacité qu’a un réseau sous tension d’actomyosin de ‘stabiliser’ ou de ‘contracter’ et v) comment les cellules coordonnent leur activité morphogénétique par le couplage mécanique de leur tension subcellulaire.
Nous anticipons que l’ensemble de ces résultats éclairera de manière significative comment la coordination entre adhésion et tension aux jonctions assure la plasticité d’un épithélium tout en préservant son architecture.