Thème 2011-2014: Mécanique, adhésion et motilité

Responsables : Corinne ALBIGES-RIZO, Bertrand Fourcade, Pierre Nassoy
Les cellules vivantes rampent, changent de forme, adhèrent entre elles pour s´organiser en tissus. L´adhésion et la motilité cellulaires sont deux mécanismes à la base de nombreuses fonctions biologiques. Ces deux fonctions sont donc à l´origine de phénomènes multi-échelles allant du moléculaire à l´organisation multicellulaire. Elles sont aussi importantes dans le domaine bio-médical : une infection, la formation d'une métastase ou une réaction inflammatoire génératrice d'athérosclérose dépendent fortement des interactions adhésives et des propriétés motiles des cellules. Si les cellules apparaissent parfois comme très malléables pour s´étaler ou migrer sur de longues distances, elles peuvent également se comporter comme des solides élastiques pour maintenir leur intégrité structurale. D´autres études plus récentes montrent que les cellules pourraient avoir un comportement semblable à celui de verres. Le contrôle de ces deux fonctions est donc un champ d´investigation majeur tant sur plan fondamental que translationnel : il implique des développements sur le contrôle de ces deux fonctions par les forces et la géométrie, il implique le nouvelles approches expérimentales principalement issues des bio-nanosciences comme de nouveaux développements de bio-matériaux actifs pour le contrôle de l´organisation des tissus ou celui de la plasticité des cellules souches.

Caractériser le « matériau cellulaire » est crucial car il est maintenant bien établi que le contrôle des fonctions cellulaires (en particulier de l´adhésion et de la motilité) est intimement lié à une fine régulation dynamique des propriétés mécaniques et rhéologiques des cellules. En particulier, le couplage de la dynamique cellulaire aux différents cytosquelettes est l´une des fonctions majeures où la physique, la biologie et les nouvelles technologies bénéficieront d´une interaction constructive autour, par exemple, de l´utilisation de nouveaux biosenseurs permettant de sonder la mécanique de la cellule. L´approche de biologie moléculaire classique visant à étudier la fonction de protéines spécifiques ou de complexes protéiques doit en effet maintenant être complétée par une compréhension intégrée de la structure et de la mécanique cellulaire. Ensuite, l´étude des propriétés mécaniques de cellules individuelles devra être étendue à celle des cellules au sein d´un tissu ou d´une assemblée cellulaire. Cela nécessitera un rapprochement et une collaboration renforcée entre les communautés de physico- chimistes et de biologistes cellulaires et du développement.

Equipes