Comprendre comment les cellules se nourrissent, c’est comprendre la vie. Cette équipe de biologistes cellulaires de l’Ohio State décrypte, à l’aide d’expériences en laboratoire et de techniques d’imagerie de très haute résolution comment les cellules « mangent ». Ces travaux, publiés dans la revue Developmental Cell, en résolvant un mystère de 40 ans en biologie, ont des implications considérables pour notre santé cellulaire.
« De la même manière que nos habitudes alimentaires façonnent tout notre corps, la façon dont les cellules s’alimentent est importante pour leur santé », relève l’auteur principal, Comert Kural, professeur agrégé de physique à l'Ohio State.
Comment nos cellules mangent ?
Jusqu’à cette recherche, les scientifiques ne comprenaient pas ce processus mécanique. Cette recherche révèle que les membranes cellulaires se courbent pour créer les « bouches » qui permettent aux cellules de consommer les nutriments qui les entourent et dont elles ont besoin. Ainsi, la machinerie intercellulaire de la cellule s'assemble en une structure en forme de panier très incurvée qui finit par devenir une cage fermée. La courbure de la membrane est importante car elle contrôle la formation des poches qui transportent les substances à l’intérieur et hors de la cellule.
Les poches capturent des substances autour de la cellule formant des vésicules autour des substances extracellulaires, ou des petits sacs d'un millionième de la taille d'un globule rouge. Des échafaudages protéiques commencent à déformer la membrane sous-jacente dès leur recrutement sur les sites de formation des vésicules. Les vésicules importent des substances importantes pour la santé des cellules dont des protéines, par exemple. Cependant, ces vésicules peuvent aussi être détournées par des agents pathogènes qui cherchent à infecter les cellules.
La formation de ces poches à partir de la membrane cellulaire, était resté un mystère pendant près de 40 ans : « C'était une controverse pour les biologistes cellulaires », écrit l’auteur. Mais à l’aide de nouvelles techniques d’imagerie à ultra-haute résolution par fluorescence ont permis ici aux scientifiques américains d’observer la formation de ces poches dans des cellules vivantes. Les chercheurs ont même pu réaliser des vidéos au lieu de prendre des instantanés.
La façon dont les cellules importent puis expulsent les vésicules joue un rôle clé d’une manière plus générale pour tous les organismes vivants. Le processus aide à éliminer le mauvais cholestérol du sang; il transmet également des signaux neuronaux. Enfin, ce même processus est connu pour se dégrader dans plusieurs maladies, dont le cancer et la maladie d’Alzheimer.
Comprendre l'origine et la dynamique des vésicules liées à la membrane permet de comprendre certains mécanismes d’infection, mais va également permettre d’exploiter ce process pour administrer des médicaments à des fins thérapeutiques.
« Ces résultats sont importants, non seulement pour notre compréhension des principes fondamentaux de la vie, mais aussi pour le développement de meilleures stratégies thérapeutiques ».
Source: Developmental Cell November 22, 2021 DOI: 10.1016/j.devcel.2021.10.019 De novo endocytic clathrin coats develop curvature at early stages of their formation
Équipe de rédaction SantélogFév 7, 2022Rédaction Santé log
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