Interactions réciproques cellule-cellule et cellule-substrat
Interactions réciproques cellule-cellule et cellule-substrat
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Pour cela on utilisera conjointement des techniques de micromécanique <strong>et</strong> de visualisation, pour<br />
sonder la rigidité des contacts intercellulaires <strong>et</strong> pour observer directement leur structure <strong>et</strong> leur<br />
réorganisation sous contrainte. Notre laboratoire a développé plusieurs techniques de micromécanique<br />
quantitative, notamment des pinces optiques, qui perm<strong>et</strong>tent d'appliquer de façon contrôlée une<br />
contrainte locale sur un contact de type cadhérine, en utilisant une bille recouverte de ligands spécifiques<br />
(fragments cadhérines correspondant). On mesurera les coefficients viscoélastiques associés aux contacts<br />
formés, tout en observant par microscopie de fluorescence leur structure <strong>et</strong> leur développement. On<br />
modulera l'adhérence cellulaire sur la matrice extracellulaire en utilisant des motifs micro-imprimés, qui<br />
contraignent la <strong>cellule</strong> à adhérer sur une surface d'aire <strong>et</strong> de géométrie contrôlées. On étudiera d'autre part<br />
l'influence de la durée <strong>et</strong> de l'amplitude de la contrainte appliquée sur la dynamique <strong>et</strong> la structure de ces<br />
contacts.<br />
cadhérine<br />
pince optique<br />
motif adhésif<br />
simulant la matrice<br />
extracellulaire<br />
intégrine<br />
F<br />
A gauche : Schéma de l'expérience perm<strong>et</strong>tant de quantifier les interactions <strong>réciproques</strong> entre contacts<br />
de type <strong>cellule</strong>-<strong>cellule</strong> (en jaune) <strong>et</strong> de type <strong>cellule</strong>-matrice (en bleu). A droite : exemple de motifs<br />
d'adhérence micro-imprimés à la fibronectine fluorescente : carrés de 50µm de côté)<br />
Le modèle biologique choisi est la lignée de <strong>cellule</strong>s S180, modifiée pour exprimer différents<br />
récepteurs adhésifs (cadhérines, intégrines) de manière contrôlée. Elles peuvent exprimer des cadhérines<br />
mutantes, des protéines des complexes adhésifs marquées pour la visualisation, ou des formes actives <strong>et</strong><br />
inactives d'agents régulateurs de la dynamique du cytosquel<strong>et</strong>te <strong>et</strong> des contacts (Rho, Rac, cdc42,<br />
ARP2/3, formine, cortactine ...<strong>et</strong>c).<br />
On étudiera systématiquement la structure <strong>et</strong> les propriétés des contacts bille-<strong>cellule</strong> en fonction<br />
de l'aire de contact <strong>cellule</strong>-matrice <strong>et</strong> de la densité de ligand, en cherchant à m<strong>et</strong>tre en évidence les<br />
interactions <strong>réciproques</strong> entre les deux types de contacts. On pourra jouer également sur la répartition<br />
spatiale des contacts, afin de mimer les paramètres géométriques qui peuvent réguler la morphogénèse ou<br />
la réparation des tissus.<br />
Ce suj<strong>et</strong> s'adresse préférentiellement à un(e) étudiant(e) physicien(ne) ou biophysicien(ne), <strong>et</strong><br />
motivé(e) pour un travail se situant à l'interface physique-biologie. Il fait partie d'un proj<strong>et</strong> soutenu par<br />
l'ANR Physique <strong>et</strong> Chimie du Vivant, qui se déroule en collaboration avec une équipe du laboratoire<br />
Compartimentation <strong>et</strong> Dynamique Cellulaires de l'Institut Curie.<br />
Références<br />
- Balland M., Desprat N., Icard D., Fereol S., Asnacios A, Browaeys J., Hénon S., and Gall<strong>et</strong> F. "Power<br />
laws in microrheology experiments on living cells : comparative analysis and modelling". Phys. Rev. E,<br />
74, 021911-1, 021911-17 (2006)<br />
- D. Icard–Arciz<strong>et</strong>, <strong>et</strong> al.. Cell stiffening in response to external stress is correlated to actin recruitment.<br />
Biophys. J., 94, 2906–2913 (2008)<br />
- Allioux-Guérin M, <strong>et</strong> al. "Spatio-temporal analysis of cell response to a rigidity gradient: a quantitative<br />
study by multiple optical tweezers" Biophys J. 96, 238 - 247 (2009)