Faire pousser des cellules à l’envers

Des scientifiques japonais ont mis au point une nouvelle méthode pour examiner l’effet de la gravité sur le comportement des cellules.

Malgré des décennies d’exploration spatiale, l’effet de la gravité sur la structure et le comportement des cellules vivantes reste mal compris. C’est notamment le cas pour la migration cellulaire, processus essentiel auquel font appel les cellules pour guérir une blessure, défendre notre corps contre un microbe, former un embryon ou propager un cancer (en créant des métastases). Étudier cette dynamique est donc important.

Or, les méthodes utilisées jusqu’ici pour étudier la migration cellulaire néces­­sitent un contact physique avec les cellules, ce qui risque de les endommager. Par exemple, les scientifiques peu­vent gratter un amas de cellules, ce qui incite celles-ci à migrer pour refermer le trou.

Une équipe de l’Institut national de la science des matériaux (NIMS, selon l’acronyme anglais), au Japon, propose une nouvelle méthode sans contact, peut-on lire dans Science and Technology of Advanced Materials. Pour ce faire, les scientifiques ont mis au point des lames de verre enduites d’un revêtement photosensible.

Tant que l’enduit n’est pas exposé à la lumière ultraviolette, il empêche les cellules d’adhérer au verre. Au début d’une expérience, il suffit d’illuminer la zone centrale pour détruire le revê­tement photosensible et ainsi permettre l’adhésion des cellules, une étape nécessaire pour toute croissance et migration.

Une fois les cellules bien accrochées dans la zone centrale, le reste de la lame de verre enduite est exposé à la lumière ultraviolette. L’amas de cellules peut alors commencer à coloniser toute la surface, à migrer, donc, sans bris. (Dans un organisme, les cellules ne migrent pas de façon solitaire, mais sous forme d’amas.)

L’équipe a comparé ce qui se passe selon que la lame est placée face en haut ou face en bas. Dans le deuxième cas, cela « entrave la migration collective des cellules, a expliqué Shimaa Abdellatef, chercheuse en biomatériaux et post­doctorante au NIMS, par voie de communiqué. La position inversée réduit le nombre de cellules leaders aux marges de l’amas ». Les cellules leaders sont celles qui lancent la migration cellulaire en se déplaçant vers l’extérieur du groupe.

Habituellement, une cellule explore son environnement en projetant sa mem­brane vers l’avant, ce qui forme une structure nommée lamellipode. Pour rigidifier le lamellipode, la cellule doit réarranger complètement le réseau de filaments d’actine et de myosine, des protéines qui forment son « squelette ». Dans le cas d’un amas de cellules circulaire au départ, cela donne une forme « étoilée ». Quand les cellules sont plutôt cultivées tête en bas, la réorganisation du « squelette » est affectée et l’amas demeure essentiellement circulaire.

L’équipe japonaise veut maintenant étudier l’impact de la direction de la gravité sur les cellules cancéreuses. Ces résultats pourraient aider à mieux comprendre la pro­gression du cancer chez les malades alités, espèrent les scientifiques.

Sur Terre et dans l’espace

Il est effectivement possible que les données sur le cyto-s­quelette et la migration cellulaire permettent un jour de développer de nouveaux traitements, selon Luchino Cohen, scientifique principal de l’exploration à l’Agence spatiale canadienne et spécialiste de la santé des astronautes en contexte de microgravité. « Si on identifie des molécules qui jouent un rôle critique dans ce phénomène, on pourrait mettre au point un médicament qui viendrait interférer avec leur fonction. »

Les données pourraient aussi être utiles pour les missions spatiales puisque, si un astronaute se blesse en apesanteur, « les cellules doivent migrer pour réparer les tissus ». Mais on est encore loin des retombées cliniques, pense le chercheur. Il faudra notamment mener des études sur l’animal ou l’humain, car des cellules en culture ne se comportent pas de la même manière que si elles se trouvent dans un organe. « Nos cellules ne sont pas affectées uniquement par la gravité, mais aussi par le contact avec nos autres cellules. »