La réponse cellulaire au stress mécanique dépend du noyau
Les cellules perçoivent en permanence les forces mécaniques de leur environnement et y réagissent. Une nouvelle étude cartographie la propagation de ces signaux à l'intérieur de la cellule avec une précision inédite, et révèle que le noyau cellulaire joue un rôle plus subtil qu'on ne le pensait.
La mécanotransduction est le processus par lequel les cellules convertissent des forces mécaniques en signaux biochimiques. Des perturbations de ce processus ont été associées à des pathologies liées à l'âge, notamment le durcissement des tissus et l'altération de leur capacité à se réparer. Identifier les molécules impliquées pourrait ouvrir la voie à de nouvelles cibles thérapeutiques.
Deux types de lamines, deux types de réponse
Une étude publiée dans eLife a combiné deux techniques de haute précision pour mesurer la dynamique des tensions à l'intérieur de cellules vivantes soumises à une stimulation mécanique. Les chercheurs se sont concentrés sur les lamines, des protéines qui forment le réseau entourant le noyau cellulaire et lui confèrent sa forme et sa rigidité. Il en existe deux grandes catégories : les lamines de type A et les lamines de type B.
Les mesures ont montré que ces deux catégories réagissent différemment à une force mécanique. Les lamines de type A contribuent à l'élasticité du noyau, lui permettant de reprendre sa forme initiale. Les lamines de type B influencent la réponse visqueuse, c'est-à-dire la capacité du noyau à absorber l'énergie et à récupérer plus lentement. Ces deux propriétés déterminent ensemble la tolérance de la cellule au stress mécanique.
Les microtubules compensent l'absence de lamines
Dans des cellules dont les lamines de type A ont été supprimées (modèle knockout), les microtubules, qui font partie du squelette interne de la cellule, ont pris le relais et redistribué les tensions mécaniques à l'échelle de la cellule entière. Dans les cellules saines, les microtubules se comportaient différemment : ils maintenaient les tensions localisées plutôt que de les propager.
Cette distinction présente un intérêt pour la recherche sur le vieillissement. La composition des lamines évolue à mesure que les cellules vieillissent, ce qui pourrait modifier leur façon de traiter les signaux mécaniques. L'étude fournit un cadre mécanistique pour examiner avec plus de précision les cellules dont la composition en lamines est altérée.