Quelques mots sur la croissance des organes

Je m'intéresse à la formation des organes arborisés. Ceux-ci comprennent : les glandes, les reins, le poumon, les pores de la peau. Parmi les glandes : les glandes salivaires, lacrymales, mammaires, la prostate, le pancréas. J'ai suggéré une analogie entre le phénomène de digitation visqueuse, et celui de la digitation d'un épithelium à travers un mésenchyme. Cette analogie permet d'expliquer la formation des organes et leur phylogénie. La digitation visqueuse est le processus physique par lequel une interface pousse et se développe entre un fluide A et un fluide B, le fluide A étant poussé vers B, et le fluide A étant moins visqueux que B. Si vous voulez faire une expérience de digitation visqueuse chez vous, prenez deux couvercles de CD, écrasez une goutte d'huile entre les deux et séparez en tirant sur les bords. La photo montre le développement d'un rein de souris, transgénique GFP (laboratoire de Frank Constantini, Collaboration avec Tomoko Watanabe).
Dans ce phénomène la physique joue un grand rôle : la pression à l'intérieur, les forces de tension, et tout obstacle modifiant les conditions aux limites. Il faut bien comprendre qu'il existe un fluide, dans les branches, produit par les cellules de la surface intérieure des brances (ex. salive, larmes, sperme), et que la production de ce liquide pousse sur l'organe (d'où les douleurs mammaires des femmes enceintes). La photo de droite montre la collision de deux branches l'une contre l'autre, se traduisant par une bifurcation.
Dans le cadre de la thèse de Mathieu Unbekandt, nous avons montré que, effectivement, les gènes de la croissance (certains importants sinon tous), étaient mécanosensibles. Ceci peut se démontrer en amplifiant par PCR les arn de ces gènes. La photo de droite montre des PCR de quatre gènes, le contrôle, et le poumon mis sous pression. La beta-actine servant de contrôle.
Les effets morphologiques "directs" sont très visibles : le nombre de branches croît beaucoup plus vite dans un poumon obstrué (tel que le liquide ne peut plus sortir,il est mis naturellement sous pression), que dans un poumon de contrôle. La photo de droite montre un poumon contrôle, et un poumon obstrué, le nombre de branches augment par jour deux fois plus vite dans le poumon obstrué (sur des embryons de souris, culture in vitro des poumons au stade 12.5).
En réalité, on peut même aller jusqu'à dire que, lorsqu'on regarde une carte de marquage génétique, on voit quelque chose comme une carte de contrainte, simplement, la dynamique d'expression, de la dynamique de coloration, n'est pas complètement linéaire en fonction de la contrainte. Ce type de carte se rencontre fréquemment en science des matériaux, en polaroscopie, par exemple. La photo à droite montre les marquages in situ des gènes Sprouty2 et Fgf10. (Coll. avec le children's Hospital, USC, Equipe de David Warburton, Image produite par P. Del Moral et M. Unbekandt)
En intégrant la mécanostransduction (c'est-à-dire le fait que les cellules réagissent à la pression par une production localisée de protéines de type facteurs de croissance ou récepteurs, ou inhibiteurs etc.), on peut modéliser la localisation effective des molécules "de morphogenèse" (mais en profondeur, c'est le champ de déformation qui est réellement morphogénétique, voir la thèse de Mathieu). Thèse de Mathieu Unbekandt.
La citation de la page : "Les mots morts, les nombres austères - Laissaient mes espoirs engourdis." Charles Cros.
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