Cellules voyageant dans une version microscopique du labyrinthe de Hampton Court. Le temps est représenté par un gradient de couleurs allant du bleu (premiers instants) au rouge (derniers instants). © Cancer Research UK, Luke Tweedy, Michele Zagnoni
Santé

Des amibes et des cellules savent résoudre des labyrinthes inspirés d'un château londonien

ActualitéClassé sous :Biologie , cellule cancéreuse , amibe

Les rats et les souris ne sont pas les seuls à résoudre des labyrinthes en laboratoire. Le blob en « personne » s'est adonné à l'exercice avec succès. Mais cette fois-ci, ce sont des amibes et des cellules qui ont relevé le défi lancé par centre Cancer Research UK.

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Bien que certaines bactéries soient capables d'utiliser leur corps entier à la manière d'yeux, la plupart des organismes unicellulaires, ainsi que les cellules somatiques en général, préfèrent s'appuyer sur les indices chimiques fournis par leur environnement pour se repérer. On appelle chimiotaxie la manière dont ils dirigent leurs mouvements en fonction de ces signaux. Ce phénomène a généralement lieu sur de courtes distances (moins d'un demi-millimètre), sans quoi le signal chimique s'atténue jusqu'à devenir imperceptible. Mais alors, comment certaines cellules parviennent-elles à se diriger sur de plus grandes distances ? Et comment font-elles pour se repérer au cœur d'un labyrinthe microscopique placé sur leur trajectoire par des chercheurs.

Labyrinthes microscopiques et appâts chimiques

Afin d'en savoir plus, l'équipe de Luke Tweedy et Michel Zagnoni s'est penchée sur deux personnalités, notoires pour leur capacité à se repérer dans l'espace : l'amibe D. discoideum et la cellule cancéreuse responsable des tumeurs pancréatiques chez la souris. Ils ont ensemble créé plusieurs labyrinthes de silicone microscopiques aux divers degrés de complexité, imitant les chemins tortueux empruntés sous terre par l'amibe et dans les vaisseaux sanguins par les cellules cancéreuses. Un niveau « expert », reprenant le motif du labyrinthe présent dans les jardins du château londonien de Hampton Court, a permis de mettre à l'épreuve l'endurance des amibes, plus rapides que les cellules cancéreuses. Chaque labyrinthe comportait à sa sortie un appât chimio-attracteur destiné à attirer ses victimes.

Les timelapses montrent comment les deux foules microscopiques traversent avec succès ces différents labyrinthes, s'étendant sur 0,85 millimètres de long (plus pour celui de Hampton Court). En explorant les branches du labyrinthe, les amibes ont rapidement pu constater que les parois des culs-de-sacs abritaient moins de molécules d'appât chimique que la trajectoire menant à la sortie. Tels des chiens de chasses, les micro-organismes ont ainsi pu résoudre l'énigme grâce à leur « nez » surdéveloppé.

Des amibes résolvent avec succès la reproduction microscopique du labyrinthe d'Hampton Court. © Cancer Research UK, Luke Tweedy, Michele Zagnoni

Votre communication a été interrompue

En temps normal, les amibes en tête de ligne auraient, à la manière de fourmis, laissé derrière elles une empreinte chimique, indiquant aux suivantes le chemin à suivre. Mais pas cette fois-ci. Grâce à de subtiles modifications, les chercheurs ont pu interrompre cette communication et faire un constat intéressant : en l'absence de signal, et suite à la dégradation des molécules odoriférantes par la première vague de cellules, les amibes « suiveuses » ont eu beaucoup plus de difficulté à s'orienter correctement. Grâce à ces nouveaux résultats, les chercheurs espèrent en apprendre plus sur la manière dont les cellules cancéreuses se propagent, et dont les cellules fœtales s'orientent pour se fixer dans leur position finale. 

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