Actualités

Homéostasie intestinale : la migration cellulaire active « tire » les cellules épithéliales hors des cryptes

Sans titre-1

La migration cellulaire active serait un facteur crucial dans le renouvellement homéostatique de l’épithélium intestinal adulte. Voici les conclusions d’une nouvelle étude publiée dans Science conduite par le chercheur Denis Krndija dans l’équipe de Danijela Matic Vignjevic en collaboration avec Edouard Hannezo (IST, Autriche). Ces résultats ouvrent des perspectives dans la régulation de ce processus homéostatique complexe et son dérèglement par le cancer.

Outre son rôle essentiel dans l’absorption des nutriments, l’épithélium intestinal est une barrière aux attaques bactériennes, biochimiques et mécaniques de l’environnement rude de son lumen. Celui de l’intestin grêle est composé d’une seule couche de cellules cylindriques qui tapissent les villosités intestinales, des protubérances qui projettent dans la lumière de l’intestin, et les cryptes, de petites invaginations dans le tissu conjonctif sous-jacent, contenant des cellules souches.

La migration cellulaire au cœur de l’homéostasie[1] intestinale

Tous les épithéliums présentent un auto-renouvèlement permanente, alimentée par la division mitotique des cellules souches. Selon Denis Krndija, « l’épithélium intestinal est l’épithélium auto-renouvelant le plus rapide du corps – chaque semaine, on a un épithélium complètement nouveau ! ». Ce cycle commence par la division cellulaire dans les cryptes, après quoi les cellules migrent vers le haut le long des villosités. La migration des cellules est donc un processus clé du renouvellement épithélial. Jusqu’à présent, il était supposé passif, induit par la force de poussée générée par la division cellulaire dans les cryptes.

Un renouvellement épithélial doublement plus complexe

Associant modélisation biophysique et imagerie quantitative 3D des tissus, manipulations génétiques et physiques chez la souris, Denis Krndija et ses co-auteurs ont révélé l’existence d’une force migratoire active lors du renouvellement épithélial de l’homéostasie. « Cette force migratoire active dépend de la dynamique du cytosquelette d’actine induit par le complexe protéique Arp2/3, un facteur majeur de nucléation de l’actine » explique Denis Krndija. L’équipe de chercheurs a analysé la vitesse cellulaire, la densité et la tension tissulaire le long des villosités intestinales afin de définir quantitativement l’équilibre des forces migratoires mitotiques d’une part, et actives d’autre part, dans l’homéostasie épithéliale. Ils montrent que la pression mitotique a un effet limité, à courte portée et limité aux régions inférieures de la villosité intestinale, où les cellules migrent plus lentement. Dans le reste de la villosité, cependant, les cellules migrent activement, en utilisant des protrusions cellulaires[2].

Néanmoins, « si ce processus homéostatique complexe n’est pas bien contrôlé, il peut conduire à une forte probabilité d’échec et donc conduire à des pathologies telles que la formation de tumeurs et des maladies inflammatoires » conclut Danijela Matic Vignjevic. L’impact translationnel de ce travail a davantage été décrit par le Dr Marnix Jansen (UCL, Londres) dans le même numéro de Science, ouvrant de nouvelles perspectives pour l’étude du cancer colorectal.

[1] Maintien et régulation des paramètres physiologiques (température, débit sanguin, tension artérielle, etc.) autours de leurs valeurs normales.

[2] Extension de la membrane cellulaire.

curie-press2

Active cell migration is critical for steady-state epithelial turnover in the gut 

Commentary : Marching out of the crypt