A l’intérieur des cellules, l’ADN des chromosomes est lié aux protéines pour avoir une structure plus ou moins compacte : la Chromatine. Une étude récente a décrit comment l’organisation de cette dernière période vise à renforcer l’adhésion d’une cellule à son environnement. Cet ouvrage a ouvert de nouvelles perspectives pour le développement des biomatériaux.

Les cellules sont immédiatement à proximité lorsqu’elles entrent en contact avec d’autres cellules, fluides ou dispositifs médicaux (biomatériaux, prothèses, implants, etc.). Elles agissent par une compression, une traction ou une rupture, elles s’adaptent à leur morphologie, migrent ou adhèrent… L’influence de ces forces extérieures sur la cible de la cellule est à rechercher pour une recherche active Notamment permet de montrer que les signaux mécaniques se propagent à travers les connexions corporelles dans la cellule. Morgane Rabineau, ingénieure de recherche Insérer au laboratoire Biomatériaux et bioingénierie, à Strasbourg, explication : « Ce phénomène est appelé transduction mécanique : c’est l’importance des composants cellulaires comme celui-ci cytosquelettequi se relaye pour à dur mécanique information reçue de l’extérieur juste à la chromatine. » Cette structure nucléaire, issue de la source ADN, est un point central dans la régulation de l’expression des gènes (voir encadré). « Il a joué un rôle central lors de la transduction mécanique, capable de réorganiser l’influence des signaux utiles et de modifier les activités cellulaires telles que l’adhésion. Par exemple, on dit qu’une cellule soumise à une contrainte mécanique a besoin d’être restaurée et il y a un risque d’adhésion dès que le chromate est compacté. » Mais pour l’instant, les chercheurs ne veillent pas à ce que le processus inverse ne soit pas détruit. « Ou : La restructuration de la chromatine en réponse aux forces mécaniques de nos vies. Nous ne savons pas comment accéder à d’autres connexions, ces forces sont transmises aux réseaux mobiles. »

Un mécanisme mécanique de la chromatine à la surface des cellules

Julie Buisson, étudiante diplômée du même laboratoire, a participé à cette formation, mais elle a admis qu’elle pouvait moduler le comportement cellulaire à un moment unique en compactant/décompactant la chromatine. Elle a travaillé avec l’équipe suisse de Tomaso Zambelli, développeur d’un microscope à fluide (FluidFM) capable de caractériser la force d’adhésion cellulaire. À ses débuts en tant que compositrice, Julie Buisson utilisait la chromatine « compacte », un effet réversible. « Lorsque la cellule était exposée, son volume nucléaire diminuait et sa cytosquelette était altérée. Ils ne sont plus capables de retrouver et d’adhérer à leur environnement », a expliqué Morgane Rabineau. Cependant, la cellule n’étant plus en présence du compacteur, le chromate se décompose : la cellule reste dans sa forme originale et présente une adhésion normale. « Dans le même temps, l’expression génétique n’est pas modifiée pendant le processus d’adhésion.insiste la scientifique. Il me semble que la cellule ne peut pas synthétiser de nouvelles protéines : elle utilise les protéines dont elle dispose déjà pour recréer les assemblages structuraux nécessaires à l’adhésion. La cascade est un relais mécanique qui circule du chromate directement à la surface de la cellule. On parle du phénomène de « mécanotransduction inverse ». »

Image de cellules en culture in vitro obtenue par microscopie à fluorescence.
Les cellules qui adhèrent à leur environnement sont influencées par la chromatine et des relais mécaniques (bleu : chromatine, rouge : cytosquelette, vert : protéines). d’adhésionn) © Morgane Rabineau/Unité Inserm 1121

La chromatine est constituée d’un composant mécanique central qui régule la structure cellulaire. Des lors, « Il n’est pas possible d’imaginer que la manipulation améliore l’adhésion et le comportement des cellules dans leur environnement. », est Félicité Morgane Rabineau. Une nouvelle approche qui offre des perspectives intéressantes pour les dispositifs traitant de l’ingénierie tissulaire et du développement de biomatériaux.


La chromatinisation est un système de condensation et de régulation de l’expression génétique

Afin de mesurer les deux mètres d’ADN de nos 46 chromosomes dans un noyau cellulaire d’un diamètre de 10 à 100 µm, il faut du compactage ! La molécule d’ADN est régulièrement régulée par la formation de complexes par les protéines nommées Histones. Ensuite les structures qui le composent, les nucléosomes, qui désignent la plupart des gens, sont plus ou moins « fragilisées », constituées d’anciennes fibres chromatiniennes et plus ou moins denses. La chromatine étant très dense (hétérochromatine, compaction accrue par l’ADN), les gènes ne sont pas accessibles et ne sont pas exprimés. Les zones de chromatine condensée (euchromatine) sont accessibles aux complexes enzymatiques qui permettent l’expression des gènes.


Morgane Rabineau et Julie Buisson travaillent en laboratoire Biomatériaux et bioingénierie