Comment caractériser la mécanique de la matrice extracellulaire synthétisée par des cellules cancéreuses du poumon ?

Contribution d’une protéine à la formation de la matrice extracellulaire (MEC) afin de déterminer si cette protéine possède une fonction de modulateur de la MEC.

Une nouvelle famille de récepteurs à dépendance (DR) a été découverte par un laboratoire partenaire. Ces récepteurs conduisent les cellules qui les expriment à mourir par apoptose lorsqu’elles sont localisées dans un environnement dépourvu de leur ligand. Du fait de l’inactivation fréquente de leur fonction apoptotique dans les cancers humains, ces récepteurs sont maintenant considérés comme des suppresseurs de tumeurs.

Un avantage sélectif permettant l’échappement tumoral serait de perdre cette fonction apoptotique, soit par perte du récepteur lui-même soit par gain du ligand. Le gain de ligand est du plus grand intérêt pour envisager une stratégie thérapeutique ciblée qui consiste alors à bloquer l’interaction entre le ligand et ses récepteurs, rétablissant ainsi la mort des cellules tumorales. Un de ses ligands (protéine) identifiés se montre d’autant plus intéressant car il pourrait avoir également un rôle dans la formation ou le remodelage de la matrice extracellulaire (environnement cellulaire), la structure et les propriétés mécaniques étant connues pour être des facteurs influençant l’échappement tumoral.

Les solutions BioMeca®

BioMeca® a étudié la structure en termes de morphométrie et de mécanique de la MEC synthétisée par des cellules cancéreuses exprimant ou non la protéine.

Modèles cellulaires :

  • Cellules humaines WT (protéine-positive)
  • Cellules humaines KO (protéine-negative)

Méthodologie : Mesures des propriétés mécaniques par AFM

Le mode AFM utilisé a permis l’acquisition de matrices de courbes force-indentation. A partir de ces courbes, des cartographies de la topographie et des propriétés mécaniques de la zone d’intérêt ont été reconstruites.

A : image optique des cellules

B : image topographique AFM des cellules obtenue par AFM

C : image topographique de la matrice synthétisée par les cellules obtenue par AFM

Le premier paramètre mesuré a été l’étalement de la matrice synthétisée, en mesurant la distance entre le bord de la cellule et le front de la matrice.

Puis les paramètres de rugosité ainsi que les propriétés mécaniques ont été mesuré pour étudier leur évolution entre les matrices extracellulaires des différents échantillons.

CONCLUSION

Les mesures AFM ont permis de noter des différences d’un point de vue structural et mécanique de la matrice synthétisée par les cellules qui synthétise ou non la protéine d’intérêt. C’est donc une piste en faveur du rôle de cette protéine dans la modulation de la matrice extracellulaire et de l’environnement cellulaire. Ainsi, nous avons pu démontrer que les modifications de la rigidité de la MEC semblent jouer un rôle dans l’échappement tumoral en permettant l’apoptose des cellules et en modulant l’environnement cellulaire.

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