Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Vanderbilt a établi une nouvelle façon de comprendre comment le corps découvre et réagit aux blessures.
La recherche a été dirigée par un étudiant diplômé James O’Connor et professeur Andrea Page-McCaw au Département de biologie cellulaire et du développement, et Shane Hutson, président du Département de physique et d’astronomie et professeur de physique et de sciences biologiques.
Modèle de détection des plaies épithéliales. Les cellules détruites au centre des plaies libèrent des protéases, clivant la pro-Gbp extracellulaire en sa forme active, qui diffuse vers les cellules distales pour activer une réponse calcique via le récepteur Mthl10.
Les cellules qui recouvrent le corps et ses organes, appelées cellules épithéliales, doivent pouvoir cicatriser les plaies, car elles sont uniquement soumises à toutes sortes d’agressions et d’abrasions. « Lorsque ces cellules détectent une blessure à proximité, elles modifient leurs comportements », a déclaré Page-McCaw. « Ils passent de cellules stationnaires, non en division et non invasives à des cellules qui migrent, se divisent et envahissent. » Cela décrit également les comportements des cellules cancéreuses, qui adoptent des comportements de cicatrisation sans aucune blessure.
L’équipe de scientifiques trans-institutionnelle a commencé par étudier la première réponse connue des cellules épithéliales à une plaie à proximité : une augmentation des niveaux de calcium. Cette augmentation se produit généralement dans la minute suivant la blessure.
« Nous avons pu connecter la réponse de ces cellules directement aux dommages cellulaires inhérents aux blessures », a déclaré Page-McCaw. «Nous avons découvert que les blessures détruisent les cellules, les faisant fuir ou même éclater, et une partie de leur contenu s’échappe. En dehors des cellules, les tissus ont une molécule détectrice prête à détecter ces contenus cellulaires. Lorsqu’ils le font, les protéases présentes dans le contenu cellulaire découpent la molécule détectrice en morceaux plus petits, qui se propagent aux cellules voisines. Cela active les récepteurs à la surface des cellules, leur donnant l’information qu’une plaie se trouve à proximité.
La collaboration multidisciplinaire avec le laboratoire de Hutson a permis de faire converger la biologie expérimentale et la modélisation mathématique théorique. « James O’Connor a dirigé les expériences », a déclaré Page-McCaw, « et nous avons travaillé en collaboration avec le laboratoire Hutson pour analyser les données de manière quantitative. Aaron Stevens, étudiant diplômé du laboratoire Hutson, a généré un modèle mathématique qui a montré que ce scénario est plausible si les cellules libèrent leur contenu lentement, plutôt que d’un seul coup. Cette découverte était un aspect intéressant que nous n’avions pas remarqué, mais nous avons pu revenir en arrière et voir des preuves d’une libération aussi lente.
POURQUOI EST-CE IMPORTANT
Une cicatrisation réussie et efficace des plaies est un aspect important de la récupération corporelle après un traumatisme ou une intervention chirurgicale. Cette recherche nous rapproche d’une compréhension mécanique complète de la façon dont les plaies sont reconnues par les cellules épithéliales et comment cela conduit à la cicatrisation des plaies. Une compréhension fondamentale de ce comportement est essentielle pour développer des thérapies qui peuvent résoudre ce problème de santé.
Le temps de cicatrisation lente peut être causé par de nombreux facteurs, entraînant une infection et une détérioration de la santé. Healogics, le premier fournisseur national de soins avancés des plaies, parraine une conférence annuelle Semaine de sensibilisation aux soins des plaies en juin qui reconnaît les « près de 7 millions de personnes aux États-Unis vivant avec une plaie non cicatrisante ». Healogics note que « la prévalence des plaies chroniques augmente parallèlement au vieillissement de la population et à l’augmentation des taux de maladies, telles que le diabète et les maladies cardiaques ».
De plus, en découvrant comment réguler à la baisse ces comportements de cicatrisation en combinaison avec d’autres interventions contre le cancer, ce travail offre des informations qui pourraient aider à lutter contre l’adoption de ce mécanisme par le cancer.
ET APRÈS
Page-McCaw et Hutson se concentreront sur la façon dont les cellules utilisent les informations qu’elles reçoivent sur la présence d’une plaie, en particulier comment les informations sont codées dans la dynamique du signal calcique, puis converties en migration, prolifération et changements dans la mécanique au niveau cellulaire et tissulaire. .
« Maintenant que nous avons une solide compréhension de la façon dont la présence d’une plaie est d’abord signalée aux cellules voisines, nous pouvons poser de nombreuses questions de suivi intéressantes », a déclaré Hutson. « Combien d’informations sont présentes dans ces signaux ? Les cellules peuvent-elles interpréter les signaux pour savoir quelle est la taille de la plaie ou à quelle distance elles se trouvent ? Utilisent-ils la façon dont les signaux dynamiques changent avec le temps pour effectuer cette mesure ? Quels sont les mécanismes détaillés par lesquels les signaux sont ensuite transformés en actions cellulaires ? » Grâce à ces questions et à d’autres, cette recherche contribuera à une meilleure compréhension fondamentale du comportement cellulaire qui peut être traduite pour avoir un impact sur la santé humaine.
La source: Université Vanderbilt
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