Les cellules effectuent constamment de petites tâches telles que la réparation des plaies. Ils exercent une force en changeant de forme. Mais comment les cellules traduisent-elles leur forme en exerçant une force dans une direction spécifique ? Des physiciens expérimentaux et théoriques de l'Université de Leyde ont maintenant trouvé un indice pour répondre à cette question. Les formes des cellules s'avèrent être approchées par des arcs d'ellipse. La recherche a été publiée dans Lettres d'examen physique le 29 octobre.

Supposons que vous trébuchiez sur le trottoir et que vous ayez une petite écorchure au coude. Que fais-tu? Peut-être devriez-vous le désinfecter, mais pour le reste :laissez-le tranquille. Avant d'avoir le temps d'y réfléchir, des millions de cellules fibroblastiques ont déjà commencé le processus de guérison. Entre autres, ils comblent les petites lacunes de la peau en rassemblant les tissus. Les cellules effectuent ce travail, comme tous leurs autres emplois, en changeant leur forme. Cela leur permet d'exercer une force et de sentir leur environnement. Les gens font en fait la même chose :ils changent de posture tout en réparant un pneu ou en cherchant le réveil dans le noir. Mais comment les cellules traduisent-elles leur forme en appliquant une force dans une direction spécifique ? Une collaboration de physiciens expérimentaux et théoriques de l'Université de Leiden rapporte maintenant une réponse à cette question. L'équipe, dirigé par Luca Giomi et Thomas Schmidt, découvert que la forme des cellules peut être bien approchée avec des segments d'une ellipse particulière.

Le groupe expérimental de Schmidt a imagé le cytosquelette d'une cellule de fibroblaste (voir figure) pour obtenir un instantané de sa forme. Le cytosquelette est un matériau semblable à un gel composé de petites fibres contractiles qui permettent simultanément aux cellules de conserver leur intégrité structurelle et d'exercer des forces. Pendant ce temps, le groupe théorique de Giomi a effectué des calculs pour découvrir que les formes courbes autour du bord de la cellule font partie d'une seule et même ellipse. Auparavant, on supposait que ces formes faisaient partie de cercles, une hypothèse qui reste valable pour les cellules moins mobiles. La force de la force contractile des cellules dicte l'excentricité ou l'élancement de l'ellipse. Lorsque les chercheurs ont tracé une ellipse sur l'image réelle, leur théorie s'est avérée valable expérimentalement. Quoi de plus, le demi-grand axe de l'ellipse pointe toujours dans la même direction que les fibres du cytosquelette, aussi en accord avec la théorie.

"Les cercles n'ont pas de sens, mais les ellipses le font, " explique Koen Schakenraad, doctorant et co-auteur principal. " Nous avons donc trouvé un indice pour expliquer le sens de l'orientation d'une cellule. " La découverte est principalement importante pour la science fondamentale. À long terme cependant, le domaine de la recherche pourrait fournir des informations vitales au secteur médical. Schakenraad :« Par exemple, un problème majeur avec le cancer est la métastase. Si nous comprenons comment les métastases ont un sens de l'orientation en se propageant, cela pourrait donner un aperçu de la recherche sur le cancer. »