Date : 2010
Editeur / Publisher : [S.l.] : [s.n.] , 2010
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Résumé / Abstract : Les cellules vivantes sont sensibles aux propriétés mécaniques de leur environnement. En particulier la rigidité des tissus joue un rôle important dans de nombreux processus physiologiques fondamental comme la migration cellulaire ou la différentiation des cellules souches. Jusqu'à présent la communauté a surtout étudié les changements de conformation de certaines protéines des complexes d'adhérence et les boucles biochimiques qui en découlent. Pour notre part, nous nous sommes interessés à l'adaptation de la contractilité cellulaire à la rigidité, à l'échelle globale d'une cellule unique. Les resultats obtenus ont révélé un nouvel aspect de la mécanosensibilité cellulaire. Nous avons ainsi mesuré la relation force-vitesse pour une cellule isolée déflèchissant des microlamelles de différentes raideurs. En modulant l'activité des moteurs moléculaires de myosine II, nous avons montré que l'adaptation cellulaire à la rigidité pourrait s'expliquer par la réponse à la charge des éléments contractile d'actine et de myosine. A ce stade, nous avons proposé que l'adaptation de la tension mécanique à l'échelle de la cellule puisse coordonner la signalisation biochimique des complexes d'adhérence. Pour tester cette idée, nous avons mis au point un dispositif permettant de contrôler et de modifier, en temps réel, la rigidité effective ressentie par une cellule vivante isolée. Nous avons ainsi montré l'existence d'une réponse mécanique instantanée (t<0 ,1 s) à l'échelle de la cellule. Cette reponse est bien trop rapide pour les cascades chimiques déclenchées au niveau des complexes d'adherence qui doivent être amplifiées et coordonnées pour induire une réponse cohérente à l'échelle globale. Il apparaît ainsi plausible qu'une réponse initiale globale, de nature purement mécanique, puisse controler et coordonner la signalisation au niveau des complexes d'adhérence.
Résumé / Abstract : Living cells sense their mecanical environment and adapt their activity to it. In particular the rigidity of tissues plays an important role in a lot of fondamental physiological process such as cell migration or differentiation. Rigidity sensing was interpeted, until now, as consequence of adhesion complexes sensitivity to force, the main idea being that the stretching of mechanosensory molecules triggers biochemical signalisation pathways. In order to better understand we used a custom made single cell technique to mesure traction forces at the global cell scale for varying environment stiffness. We then determined the force-velocity relationship as well as the role of molecular motor myosin ii in the cell adaptation to stiffness. Our results showed that the contractil acto-myosin units themselves can act as sensors of the rigidity. At this point we suggested that the overall tension at the cell scale could coordinate the local activity of adhesion complexes. To further test this idea, we decoupled force and stiffness, developing a unique method allowing us to tune, in real time, the effective stiffness felt by a single living cell. In these conditions, traction force measurements revealed the existence of an early mechanical cell response (t<0.1 sec) wich was unambigously triggered by stiffness, and not by force. This integrated fast response can not be explained by the slow mechano-chemical signaling cascades that are initiated, locally, by stretching of mechanosensory molecules of the adhesions complexes. Thus, early cell response to stiffness should be global and mechanical in nature. This fast cell-scale response could control and coordinate the signalisation at the local scale of adhesion complexes.