Les cellules, petits Poucets des tissus vivants

Comment les cellules trouvent-elles leur chemin dans l’organisme ? Cette question sous-tend un grand nombre de processus, de la surveillance immunitaire jusqu’à l’invasion cancéreuse. Raphaël Voituriez et ses collègues de l'Institut Jacques Monod l’ont abordée en combinant des méthodes de micro-structuration de l’environnement cellulaire, l’analyse d’un grand nombre de trajectoires cellulaires et la théorie des marches aléatoires.

Ces travaux, publiés dans la revue Nature Communications, révèlent que les cellules déposent une empreinte physico-chimique sur leur passage et y reviennent préférentiellement. Cela leur confère une mémoire à long-terme des positions précédemment visitées et modifie profondément la façon dont elles explorent leur environnement.

Cet article a fait l'objet d'une actualité sur le site de l'INSB.

© Joseph d’Alessandro

Figure : La cellule trace son chemin tout en se déplaçant. (a) Une cellule épithéliale confinée sur un rail adhérent et exprimant un rapporteur fluorescent de polarité (PBD-YFP). La cellule se déplace de façon directionnelle et se retourne spontanément. (b) Rail adhérent de fibronectine, vu par microscopie de fluorescence (gauche), après y avoir fait adhérer, puis retiré, des cellules. Lors de leur passage, les cellules y ont déposé de la fibronectine et de la laminine, deux types de protéines de matrice extra-cellulaire visualisées par immunofluorescence (centre et droite). (c) Schéma du modèle de marche persistante auto-attractive (PSATW) : un agent (flèche noire) se déplace sur un réseau en sautant de site en site. Il est capable de distinguer les sites déjà visités (pleins) des sites inconnus (vides), et selon qu’il se trouve au bord (haut) ou à l’intérieur (bas) du domaine visité, il préfèrera, respectivement, rebrousser chemin ou continuer tout droit.

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Raphaël Voituriez thématique Dynamique stochastique des systèmes réactifs et vivants

Cell migration guided by long-lived spatial memory. Joseph d’Alessandro, Alex Barbier-Chebbah, Victor Cellerin, Olivier Benichou, René Marc Mège, Raphaël Voituriez et Benoît Ladoux. Nature Communications 4 juillet 2021. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24249-8