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Mimer le vivant pour étudier les mécanismes de contraction cellulaire
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Les cellules sont dotées d’un « squelette » de nature protéique (le cytosquelette) qui est à l’origine de forces leur permettant notamment de changer de forme pour se déplacer ou se diviser. Le cytosquelette est formé de trois fibres principales : les microtubules, les filaments intermédiaires, et les microfilaments ou filaments d’actine. Dans cette étude, les chercheurs se sont intéressés aux filaments d’actine connus pour être un acteur moléculaire essentiel pour la production de force de contraction au sein des cellules.
Un filament d’actine est un polymère polarisé (ou orienté) pouvant s’organiser en différentes architectures : soit parallèles (tous les filaments sont dans le même sens), soit anti-parallèles (en sens opposés) ou en réseaux denses (entrecroisés). A l’image de ce qui se passe pour les muscles de l’organisme, il existe, au niveau du cytosquelette de chaque cellule, des contractions très localisées. A l’origine de ces contractions, les myosines : des protéines motrices qui déplacent et déforment les filaments d’actine. Au sein d’une cellule, les différentes architectures d’actine sont agencées de telle sorte qu’il s’avère extrêmement complexe de les étudier séparément. C’est pour cette raison que, jusqu’à présent, il n’était pas possible d’étudier l’impact qu’a l’agencement des filaments d’actine sur la force exercée par les myosines.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont créé un dispositif imitant un squelette cellulaire dans lequel les différentes architectures de filaments d’actine sont géométriquement séparées les unes des autres, devenant ainsi aisément identifiables. Les analyses réalisées grâce à ce dispositif ont montré que les molécules de myosine agissent de façon spécifique et sélective sur le cytosquelette au cours de la contraction. Ainsi, sous l’action des myosines, les filaments antiparallèles d’actine se contractent rapidement, tandis que les filaments agencés en réseaux se contractent plus lentement ; quant aux filaments parallèles, ils ne se contractent pas du tout. Ces phénomènes sélectifs suggèrent que, dans l’espace intracellulaire, l’action des myosines n’induit la contraction que de certaines structures ciblées. Les résultats obtenus indiquent également que, dans la cellule, la vitesse de contraction et la déformabilité de chaque filament d’actine sont déterminées par son agencement.
Outre l’importance de ces résultats pour la connaissance fondamentale des mécanismes qui régissent certaines propriétés essentielles des cellules, cette étude constitue une première étape dans le cadre de travaux qui permettraient de déterminer l’origine des dysfonctionnements mécaniques intracellulaires retrouvés dans des pathologies aussi graves que le cancer.
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