Biologie cellulaire systémique de la polarité et de la division

Matthieu Piel

Matthieu Piel Chef d'équipe Tél :

Notre équipe étudie la polarisation cellulaire, un processus qui implique une réorganisation du cytosquelette de la cellule ainsi qu’un mouvement des organelles, et qui est souvent déclenché par un signal extracellulaire. Nous sommes particulièrement intéressés par la polarité cellulaire dans le contexte de la migration et de la division cellulaires. Nous développons et utilisons des outils novateurs basés sur des techniques de nano et de micro-fabrication, pour controler et moduler les principaux paramètres physico-chimiques du micro-environnement cellulaire.

Ci-dessous vous trouverez une vidéo produite pour la télévision française où Matthieu Piel parle de ses motivations :

L’ETINCELLE_MATTHIEU_PIEL from HELIOX Films on Vimeo.

Nous avons produit pour l’ASCB une vidéo qui raconte nos recherches à travers la vie d’une cellule dendritique :

ASCB Celldance 2016 – Piel from ASCB on Vimeo.

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Figure 1: Notre plus récente innovation dans le micromodelage cellulaire permet un contrôle dynamique de la diffusion cellulaire (B), la forme cellulaire (D, E) et co-culture de cellules (C), en utilisant un clic-chimie simple (A), voir Van Dongen et al ., Matériaux avancés

Ces outils sont couplés à de la microscopie quantitative de haute qualité, et utilisés en conjonction avec des techniques de biologie cellulaire et moléculaire, afin d’obtenir une discription quantitative du comportement cellulaire.

Notre approche interdisciplinaire mène au développement de nouveaux outils avec des applications potentielles en recherche médicale, ainsi qu’au développement de nouveaux concepts pour expliquer la polarité cellulaire.

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Figure 2: (A) Une de notre découverte récente : les forces extérieures peuvent orienter la division cellulaire (voir Fink et al Nat Cell Biol 2011..). (B) rationnelle de notre projet actuel sur les cellules sous confinement. (C) L’un de nos outils de confinement, ici pour étudier le blocage d’une cellule à travers une fente étroite (voir Heuzé et al. Meth. Mol Biol., 2010)

Nous avons démontré que les micropatrons adhésifs de matrice extracellulaire sont capables de déterminer la polarité et l’axe de divisions de cellules en culture (Théry, Nat Cell Biol 2005, PNAS 2006, Jiang PNAS 2006). Cette découverte a fait l’objet d’un brevet et a mené à la création d’une «start-up» (CYTOO, créée en 2008). Nous avons également découvert un nouveau mécanisme de morphogénèse cellulaire (Terenna, Curr Biol 2008), un nouveau mécanisme coordinant la migration cellulaire et l’incorporation d’antigènes dans les cellules dendritiques (Faure-André, Science 2008), et démontré un lien entre les forces qui s’appliquent sur une cellule et son axe de division (Fink, Nat Cell Biol 2011). Notre expertise dans la microfluidique et la microscopie sur cellules vivantes nous a permis de mener plusieurs collaborations scientifiques internationales fructueuses.

Notre recherche actuelle se focalise sur l’étude de la prolifération et de la migration des cellules dans un espace confiné. Nous voulons comprendre comment les cellules (immunitaires et cancéreuses) peuvent se déplacer efficacement dans des espaces confinés et se faufiler dans des interstices micro-métriques. Nous voulons également comprendre comment des contraintes physiques affectent les cellules en division.

Notre projet sur la prolifération cellulaire sous contraintes externes a été récompensé par un ERC Consolidator grant en 2012.

Notre équipe est membre de l’Institut Pierre-Gilles de Gennes pour la microfluidique. Voir le site de notre équipe à l’IPGG.

 

Groupe: MOTILE (Mechanobiology Of Trans-Migration in Leukocytes) équipe dirigée par Dr. Pablo Vargas

Pablo Vargas
Depuis 2016, Pablo Vargas fait partie de l’équipe de Matthieu Piel en qualité de chercheur permanent (CR1 INSERM). Son principal centre d’intérêt est la compréhension des processus aboutissant à la migration efficace des cellules entre des organes distants. Pour répondre à cette question, son group utilise des leucocyptes spécialisés dans la migration au sein de microenvironnements complexes.

 

  • Lucie BarbierLucie Barbier (étudiante en thèse) : Méchanosensation via les membranes intracellulaires.
  • pablo saezPablo Saez (chercheur post-doctorant) : Intégration des signaux physiques et mécaniques pendant le chimiotactisme.
  • mathieu deygasMathieu Deygas (chercheur post-doctorant) : Intégration des signaux biochimiques pendant la migration dans des microenvironnements 3D.

Publications clés

Année de publication : 2018

Clotilde Cadart, Sylvain Monnier, Jacopo Grilli, Pablo J Sáez, Nishit Srivastava, Rafaele Attia, Emmanuel Terriac, Buzz Baum, Marco Cosentino-Lagomarsino, Matthieu Piel (2018 Aug 18)

Size control in mammalian cells involves modulation of both growth rate and cell cycle duration.

Nature communications : 3275 : DOI : 10.1038/s41467-018-05393-0
Alculumbre SG, Saint-André V, Di Domizio J, Vargas P, Sirven P, Bost P, Maurin M, Maiuri P, Wery M, Roman MS, Savey L, Touzot M, Terrier B, Saadoun D, Conrad C, Gilliet M, Morillon A, Soumelis V (2018 Jan 1)

Diversification of human plasmacytoid predendritic cells in response to a single stimulus

Nature Immunology : 19(1) : 63-75 : DOI : 10.1038/s41590-017-0012-z

Année de publication : 2017

Marine Bretou, Pablo J Sáez, Doriane Sanséau, Mathieu Maurin, Danielle Lankar, Melanie Chabaud, Carmine Spampanato, Odile Malbec, Lucie Barbier, Shmuel Muallem, Paolo Maiuri, Andrea Ballabio, Julie Helft, Matthieu Piel, Pablo Vargas, Ana-Maria Lennon-Duménil (2017 Oct 29)

Lysosome signaling controls the migration of dendritic cells.

Science immunology : DOI : eaak9573
Koceila Aizel, Andrew G Clark, Anthony Simon, Sara Geraldo, Anette Funfak, Pablo Vargas, Jérôme Bibette, Danijela Matic Vignjevic, Nicolas Bremond (2017 Oct 13)

A tuneable microfluidic system for long duration chemotaxis experiments in a 3D collagen matrix.

Lab on a chip : DOI : 10.1039/c7lc00649g
Pablo Vargas, Lucie Barbier, Pablo José Sáez, Matthieu Piel (2017 Jun 23)

Mechanisms for fast cell migration in complex environments.

Current opinion in cell biology : 72-78 : DOI : S0955-0674(17)30042-X

Année de publication : 2016

M Raab, M Gentili, H de Belly, H R Thiam, P Vargas, A J Jimenez, F Lautenschlaeger, Raphaël Voituriez, A M Lennon-Duménil, N Manel, M Piel (2016 Apr 15)

ESCRT III repairs nuclear envelope ruptures during cell migration to limit DNA damage and cell death

Science (New York, N.Y.) : DOI : 10.1126/science.aad7611
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