La régulation de la dynamique de la cadhérine dans les jonctions intercellulaires par la force mécanique

La migration cellulaire collective joue un rôle fondamental dans le développement et le maintien des tissus dans les organismes multicellulaires. Les cellules qui migrent collectivement sont autopropulsées, mais elles coordonnent leurs mouvements entre elles grâce à des interactions adhésives voisines-voisines. Le couplage mécanique entre les cellules par la famille des récepteurs d’adhésion des cadhérines est une exigence bien établie pour la coordination entre les cellules. Cependant, la question comment les forces mécaniques régulent la dynamique des cadhérines dans les jonctions intercellulaires n’a pas été résolue. Les interactions homotypiques cadhérine-cadhérine sont intrinsèquement faibles et il est bien établi que pour que les jonctions intercellulaires soient mécaniquement stables, les cadhérines doivent être ancrées au cytosquelette d’actine par leurs domaines cytoplasmiques. Notre OBJECTIF est de déterminer comment les changements des forces mécaniques aux jonctions intercellulaires modulent la dynamique de la cadhérine et si la dynamique de la cadhérine est une propriété partagée et transmise entre les cellules voisines lors de la migration cellulaire collective. Notre STRATÉGIE consiste à utiliser des cellules endothéliales en culture tissulaire, soit en monocouches, soit par paires sur des micromotifs de matrice extracellulaire, à exprimer la VE-cadhérine à marquage fluorescent, et à analyser sa dynamique et son renouvellement dans les jonctions intercellulaires par retour de fluorescence après photoblanchiment (FRAP), lors de la migration cellulaire collective ainsi que lors de perturbations ciblées.
Dans OBJECTIF 1, en utilisant des monocouches de cellules endothéliales, nous étudierons comment les perturbations mécaniques modulent la dynamique de VE-cadhérine dans les jonctions intercellulaires. Nous déterminerons également si dans les «doigts de cadhérine», structures de jonction asymétriques entre cellules endothéliales en migration collective, la dynamique de la cadhérine est distincte des segments jonctionnels sans doigts de cadhérine.
Dans OBJECTIF 2, nous utiliserons des approches de biologie chimique pour déterminer si la dynamique de la cadhérine est une propriété intrinsèque aux cellules ou qu’elle est partagée et transmise entre les cellules voisines, pour servir de mécanisme de mécanotransduction intercellulaire.
RÉSULTATS. En sondant les propriétés dynamiques de la VE-cadhérine dans les jonctions intercellulaires endothéliales, en réponse à des stimulations pharmacologiques et mécaniques spécifiques, lors de la migration cellulaire collective ainsi que dans des paires de cellules plaquées sur des micromotifs de matrice extracellulaire, nous allons créer un nouveau niveau de compréhension des mécanismes complexes qui régissent l’architecture tissulaire et l’homéostasie. Nous espérons que nos résultats fourniront un aperçu critique des principes de base de l’organisation multicellulaire, avec des implications importantes pour l’ingénierie tissulaire et le développement d’interventions futures dans les maladies cardiovasculaires.