Rôle de l’élasticité du substrat sur des cellules épithéliales en cours de division et sur la régulation d’activités nucléaires
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Abstract EN:
Mechanical forces influence the growth and the morphology of tissues. The actin cytoskeleton and the focal adhesion contacts have a structural role on the cell. A first question was to determine if the elasticity of the substrate modifies these organizations, and if they are indispensable to the preservation of nuclear activities of epithelial cells PtK2. The module of Young, E of the substrate varies 0 in 500kPa. The actin stress fibers of and the focal contacts are absent for an elasticity of 0 and 50kPa. The replication is also inhibited. From 200 kPa, Rac1 is responsible for the formation of the focal contacts, actin fibers and the initiation of the replication. The elasticity of 50kPa allows the activity of the transcription. These results reveal a selective and uncoupled contribution from the substrate elasticity on the replication and the transcription of cells PtK2. The second question was to investigate whether the substrate elasticity exerts an influence on dividing Ptk2. The soft 50kPa elasticity induces delays in mitosis and presents abnormal morphology in the segregation, promoting the apoptose. This substrate causes also multiple alterations, a low engagement of integrin αv and progressive disappearance of microtubule. In vitro, elasticity above 200 kPa is physiological for PtK2 cells. In contrast, below 50 kPa, epithelial cells undergo two selective checkpoints 1) mitotic spindle failures leading to cytokinesis inhibition and 2) total inhibition of replication. In conclusion, matrix elasticity could exert, in vivo, a natural selective barrier both for cells with high motility and for non-migratory cells sensing mechanical changes in their environments.
Abstract FR:
Les forces mécaniques ont une incidence dans la croissance et la morphologie des tissus. Le cytosquelette et les contacts focaux ont un rôle structurel sur la cellule. Une première question était de déterminer si l’élasticité du substrat modifie ces organisations, et si elles sont indispensables au maintien d’activités nucléaires de cellules épithéliales PtK2. Le module de Young, E du substrat varie de 0 à 500kPa. Les fibres d’actine et les contacts focaux sont absents pour une élasticité de 0 et 50kPa. La réplication est également inhibée. A partir de 200 kPa, Rac1 est à l’origine de la formation des contacts focaux, des fibres d’actine et de l’initiation de la réplication. Les films de 50kPa permettent l’activité de la transcription. Ces résultats révèlent une régulation sélective et découplée de l’élasticité du substrat sur la réplication et la transcription de cellules PtK2. La deuxième question portait sur le rôle de l’élasticité du substrat lors de la division cellulaire. La sortie de mitose est réduite pour 50kPa et présente des instabilités chromosomiques entraînant l’apoptose. L’élasticité 50kPa provoque d’autres altérations qui sont, un faible engagement des intégrines αv et une déstructuration du fuseau mitotique. Aux faibles élasticités (50kPa), les cellules subissent deux points de contrôle : 1) en mitose par la formation d’instabilités chromosomiques et par l’inhibition de la cytokinèse, 2) en interphase par l’inhibition de la réplication. L’élasticité du substrat pourrait exercer, in vivo, une barrière naturelle soit pour des cellules à fortes motilités ou pour des cellules non migratoires confrontées à des modifications mécaniques de leurs environnements.