Laboratoire Matière et Systèmes Complexes

Thèse de Ester Anon effectuée sous la direction de Benoît Ladoux, en co-direction avec Xavier Trépat.

Soutenance le vendredi 5 octobre 2012 à 10h00.

Lieu : bâtiment Condorcet, Amphithéâtre Pierre-Gilles de Gennes (niveau -1). La soutenance sera suivie d’un pot au 6e étage.

La soutenance sera en anglais.

Dynamique de la fermeture des trous épithéliaux en utilisant des techniques de micromécanique et de la microfabrication

Dynamics of epithelial gap closure using microfabrication and micromechanical approaches

Résumé :

Les cellules épithéliales migrent pour fermer un trou dans l’épithélium.

La migration collective des cellules est un processus clé qui intervient pendant la formation et l’entretien des couches épithéliales, notamment au cours du développement embryonnaire et pendant la cicatrisation des trous épithéliaux résultant, par exemple, d’une blessure. Lorsque l’épithélium présente une discontinuité, des mécanismes actifs qui impliquent une migration coordonnée des cellules sont nécessaires pour préserver l’intégrité des tissus. Dans ce travail, nous avons étudié, de manière quantitative et reproductible, les mécanismes impliqués dans la fermeture des trous dans un épithélium.

Dans ce but, nous avons fabriqué des substrats de micropiliers de diamètre et de forme variés pour créer des trous controlé dans une monocouche épithéliale. De cette manière, nous avons observé que les cellules épithéliales forment des lamellipodes pour la fermeture de ces trous. Le mécanisme de fermeture dépend de la taille des trous et nous avons pu observer différents régimes en fonction du diamètre des piliers. Les trous petits (de la taille d’une seule cellule) sont fermés par un mécanisme passif alors que la fermeture de trous plus larges nécessite un mécanisme actif de migration conduisant à la formation de lamellipodes et à des modes de migration collective.

Par la suite, nous nous sommes intéressés à l’aspect mécanique de la fermeture des trous épithéliaux. Nous avons alors mesuré les forces de traction que les cellules exercent sur le substrat après la rupture de quelques cellules dans une monocouche épithéliale. En étudiant l’évolution spatiale et temporelle, nous avons pu mettre en évidence différents modes de traction : au début, les cellules exercent des forces de traction importantes sur leur substrat pour laisser place à des contraintes mécaniques qui sont davantage issues d’un processus collectif au travers de la formation d’un câble multicellulaire qui relie les cellules du bord entre elles.

En conclusion, ce travail nous a permis d’obtenir des informations sur les mécanismes dynamiques de fermeture des tissus épithéliaux qui sont évidemment impliqués dans la cicatrisation des blessures mais aussi dans certains problèmes de malformations congénitales lors l’embryogenèse.