Des ingénieurs de l’université Washington à Saint-Louis rapportent que, si des cellules anormales isolées peuvent sonder mécaniquement environ 10 microns au-delà de ce qu’elles touchent directement, des groupes de cellules épithéliales peuvent combiner leurs forces via le collagène pour détecter des caractéristiques à plus de 100 microns de distance – un effet que les chercheurs estiment pouvoir expliquer comment les cellules cancéreuses naviguent dans les tissus.
Des chercheurs de l’université Washington à Saint-Louis affirment avoir identifié une forme de détection mécanique à longue portée qui permet aux cellules de détecter des caractéristiques bien au-delà des surfaces auxquelles elles sont physiquement attachées. nnL’étude – dirigée par Amit Pathak, professeur de génie mécanique et de sciences des matériaux à la McKelvey School of Engineering de l’université, avec le doctorant Hongsheng Yu comme co-auteur – a été publiée en 2025 dans Proceedings of the National Academy of Sciences. nn## Jusqu’où les cellules peuvent « sentir » nnSelon les chercheurs, des travaux antérieurs de l’équipe ont montré que des cellules anormales isolées présentant une « forte polarité avant-arrière », une caractéristique associée aux cellules migratrices, peuvent détecter des signaux physiques jusqu’à environ 10 microns au-delà de leur point d’attache immédiat. Elles y parviennent en tirant sur et en déformant les fibres de collagène environnantes dans la matrice extracellulaire, qui peuvent transmettre des informations sur ce qui se trouve devant. nnDans ce nouveau travail, l’équipe rapporte que des cellules épithéliales – des cellules qui tapissent les surfaces de nombreux tissus – peuvent étendre de manière spectaculaire cette portée de détection lorsqu’elles se déplacent et déforment le collagène de manière collective. En utilisant un système d’hydrogel double couche collagène-polyacrylamide, les chercheurs ont découvert que des collectifs de cellules épithéliales pouvaient mécanodétecter un substrat « basal » sous-jacent à des profondeurs supérieures à 100 microns, comme mesuré par le comportement de regroupement cellulaire et la déformation du collagène. nn« Parce qu’il s’agit d’un collectif de cellules, elles génèrent des forces plus élevées », a déclaré Pathak dans un communiqué de l’université décrivant la recherche. nn## La modélisation suggère un processus en deux étapes nnLes chercheurs ont également utilisé une modélisation computationnelle pour examiner comment les forces collectives se traduisent en détection à longue portée. Le modèle décrit le comportement comme se déroulant en deux grandes étapes : une phase initiale de regroupement cellulaire accompagnée d’une déformation dynamique du collagène, suivie d’une phase de migration et de dispersion cellulaire. nnDans les expériences décrites dans le résumé de l’article, des substrats sous-jacents plus rigides étaient associés à une déformation et un raidissement plus élevés du collagène et à une dispersion réduite des agrégats épithéliaux. nn## Pourquoi cela compte pour la recherche sur le cancer nnDans un résumé publié par l’université, les chercheurs suggèrent que la capacité à détecter ce qui se trouve devant pourrait aider les cellules cancéreuses à échapper à une tumeur et à naviguer dans les tissus environnants. Le communiqué argue que comprendre comment la portée de détection est contrôlée pourrait indiquer des stratégies visant à perturber la capacité d’une cellule cancéreuse à « sentir » son chemin, limitant potentiellement la migration. nnCe travail a été soutenu par les National Institutes of Health sous la subvention R35GM128764 et par le programme Civil, Mechanical and Manufacturing Innovation de la National Science Foundation sous la subvention 2209684.
