De nombreuses cellules de notre corps sont en mouvement et semblent en quelque sorte « savoir » où aller. Mais comment apprennent-ils l'emplacement de leur destination ? Cette question est essentielle pour comprendre des phénomènes tels que le renouvellement des cellules de notre corps, la migration des cellules cancéreuses, et surtout comment les blessures guérissent. Edouard Hannezo et son groupe de l'Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) en collaboration avec Tsuyoshi Hirashima et son étudiant de l'Université de Kyoto proposent un nouveau modèle de transfert d'informations dans lequel les cellules utilisent les ondes de déplacement longue distance de manière auto-organisée. fermer une plaie. Cette étude a été récemment publiée dans la revue Physique de la nature .

Les chercheurs ont construit un modèle mathématique pour décrire les interactions au sein d'une couche de cellules sur un substrat, semblable à une couche de peau. Ces cellules contiennent des signaux chimiques (protéines) qui leur permettent de détecter d'autres cellules autour d'elles, donc qu'ils soient poussés ou tirés, et de contrôler leur propre mouvement. Ce que les scientifiques ont découvert, c'est que l'interaction complexe du mouvement cellulaire, la perception de l'environnement, et les états d'activation des protéines dans les cellules se combinent pour créer des ondes mécaniques et chimiques couplées dans lesquelles les informations directionnelles sont codées.

Boucles de rétroaction

L'onde mécanique apparaît comme des régions de cellules plus denses et plus clairsemées alternant dans l'espace et dans le temps. L'onde chimique apparaît comme une activité protéique et est déclenchée par le mouvement cellulaire et la rétroaction mécanique. La chimie des cellules entraîne à son tour des changements de forme cellulaire et un mouvement fermant une boucle de rétroaction avec la mécanique cellulaire. Dans ce système couplé, ces ondes mécaniques et chimiques apparaissent spontanément en raison de la rétroaction et de l'amplification.

Dans une couche normale de cellules non enroulées, ces ondes se propagent sans direction privilégiée, mais quand une plaie artificielle est introduite d'un côté, les ondes se réorientent pour se propager exclusivement à l'écart de la plaie. Les chercheurs ont ainsi émis l'hypothèse que les ondes pourraient être un outil de communication, permettant aux cellules très éloignées de la plaie – et donc de ne pas la « voir » directement – ​​de sentir la voie à suivre.