Notre objectif est de comprendre comment les cellules changent de forme et se déplacent, deux mécanismes impliqués dans l’invasion du cancer et les métastases.
Nous utilisons pour cela des systèmes biomimétiques et des modèles simples cellulaires et animaux pour étudier les changements de forme cellulaire dans des conditions contrôlées. Avec de telles approches, nous pouvons disséquer les mécanismes physique et biochimique qui gouvernent les changements de forme et le mouvement des cellules.
Nous avons déjà réussi à mimer le mouvement propulsif par l’actine, pour lequel la polymérisation de l’actine est reproduite de manière contrôlée à une surface, activée pour polymériser l’actine. Ces surfaces sont des billes dures ou molles, ou des feuillets lipidiques internes ou externes de liposomes. Ces objets sont incubés dans des extraits de cellules ou dans des mélanges de protéines purifiées et les structures d’actine qui s’y forment miment celles des cellules. Ces systèmes sont propices à une mesure quantitative de la mécanique et du mécanisme d’assemblage du cytosquelette cellulaire.
Nous développons actuellement des systèmes avec des moteurs moléculaires et des membranes, qui reproduisent les changements de forme cellulaire et la dynamique du cortex d’acto-myosine. Par exemple, l’addition de moteurs moléculaires au réseau d’actine proche de la membrane d’un liposome reproduit la tension cellulaire qui peut être quantifiée par la forme de doublets de liposomes (Figure 1).
En parallèle avec les systèmes reconstitués, nous étudions les mêmes structures d’acto-myosine dans des systèmes in vivo modèles, des cellules en culture, des ovocytes de souris (collaboration M.E. Terret, collège de France), des embryons de Caenorhabditis elegans et la cellule ancre lors de l’invasion de la membrane basale dans C. elegans (Figure 2). Dans tous les cas, nous examinons comment la biochimie de l’assemblage de l’actine affecte la génération de force et l’activité des myosines, ainsi que la manière avec laquelle la dynamique des filaments individuels participe à la production de changements de forme pendant la division cellulaire, l’embryogénèse et le développement.
