| Resumé |
La plupart des cellules eucaryotes changent leur forme et s'arrondissent, deviennent sphériques, au moment de l'entrée en mitose. L'arrondissement des cellules mitotiques (ACM) sous confinement, comme c'est le cas dans les tissus, nécessite la génération de forces. Cet arrondissement est un moyen de garantir un espace suffisant pour assembler et orientater correctement le fuseau mitotique, il est donc d'une importance cruciale pour le résultat de la division. Les cellules dans lesquelles cet arrondissement est entravé présentent un nombre plus élevé d'erreurs dans les divisions. De telles erreurs, quand elles ne résultent pas dans la mort cellulaire, sont délétères pour l'homéostasie tissulaire et, dans certains cas, pourraient être une source potentielle de transformation cancéreuse. Les changements de volume cellulaire à l'ACM ont jusqu'à présent fait l'objet de débats scientifiques, en partie en raison du manque de méthodes de mesure de volume adaptées. Le présent rapport vise à résumer l'état des connaissances sur le sujet de l'ACM et décrit les principaux résultats de ce projet de doctoral. Il décrit également des méthodes d'étude de l'arrondissement cellulaire sous confinement et de mesure du volume de cellules vivantes (méthode FXm pour Fluorescence eXclusion). Enfin le rapport contient une introduction grand public et la description des activités de médiation pédagogique et scientifique qui ont été réalisées parallèlement au travail expérimental. L'objectif principal de ce projet de thèse était d'étudier les mécanismes sous-jacents à l'ACM. En particulier, l'approche s'est concentrée sur le mécanisme de génération de forces lors de l'arrondissage sous confinement. Afin d'aborder la question, j'ai co-développé et optimisé de nouvelles techniques en biophysique cellulaire, notamment le confinement cellulaire à hauteur contrôlée et la mesure précise du volume des cellules vivantes. Le développement des compétences professionnelles dans la recherche, le développement de projets, l'enseignement et la médiation scientifique constituent des objectifs secondaires importants. Une des résultats majeur du travail présenté est que les cellules gonflent pendant l'ACM. Ce travail fournit à la fois une méthode polyvalente et simple pour les mesures de volume de cellules vivantes et des preuves que les cellules augmentent leur volume jusqu'à 30 % au cours de l'ACM. Cette augmentation de volume est potentiellement une source de pression hydrostatique pouvant générer des forces atteignant 100 kPa, suffisantes pour déformer la quasi-totalité des tissus du corps humain (la raideur osseuse est d'environ 100 kPa). Ce changement de volume est entraîné par un afflux d'eau réversible et est indépendant de la fonctionnalité du cortex d'actomyosine. D'autre part, un cortex fonctionnel et rigide est nécessaire pour atteindre une forme ronde si les cellules sont sous confinement doux, ce qui est le deuxième résultat majeur de ce projet. Ce travail interdisciplinaire combine des approches biologiques et physiques pour étudier un processus fondamental qui se produit des dizaines de milliards de fois par jour dans un corps humain. Il établit sans ambiguïté que la cellule peut augmenter son volume en mitose et suggère que cela pourrait être un phénomène sous-jacent à la génération de force dans l'ACM. Il fournit également deux façons d'évaluer la robustesse de l'arrondissement cellulaire en mitose ; mesure du volume cellulaire par FXm et arrondissement sous confinement. Ces deux approches peuvent être utilisées pour découvrir les mécanismes moléculaires sous-jacents à l'ACM. Une fois connus, ceux-ci pourraient à leur tour devenir de nouvelles cibles pour le traitement du cancer, car la plupart des cellules tumorales doivent se diviser dans un environnement plus rigide et fournir donc plus de forces pour s'arrondir et se diviser que les cellules normales. |