Stabilization and motility mechanism of blebs in cancer cells

Mécanisme de stabilisation et motilité des blebs dans les cellules cancéreuses Auparavant associées à l'apoptose, les blebs sont apparus au cours de la dernière décennie en tant que structures importantes pour la migration des cellules amiboïdes, en particulier pour les cellules cancéreuses. Des blebs se forment lorsque la membrane plasmique se détache du cortex d'actomyosine. Ils se rétractent en exerçant des forces de friction et en permettant aux cellules de migrer. Ces dernières années, quelques études indépendantes ont observé des blebs volumineux et stables dans des cellules sous confinement non adhésif. Ce changement universel vers la migration à base de blebs a été observé dans les amibes, les choanoflagellés, les lignées cellulaires immortalisées et les cultures primaires. Contrairement aux blebs précédemment décrits, ils sont capables de surmonter la rétraction et de maintenir un flux d'actomyosine constant. Les blebs stables forment un nouveau type de structures cellulaires que les cellules amiboïdes utilisent pour migrer, analogues aux filopodes ou lamellipodes pour les cellules mésenchymateuses. Dans une seule cellule, plusieurs blebs se forment et se font concurrence, de telle sorte que finalement un seul bleb entraîne la migration. Ainsi, il est important de savoir comment les blebs simples sont stabilisés pour comprendre comment les cellules amiboïdes se polarisent. Plus généralement, des flux d'actomyosine stables constituent la base d'une migration rapide dans de nombreux types de cellules, y compris également des cellules immunitaires. Pendant mon doctorat, j'ai étudié la morphogenèse et la stabilisation des blebs dans les cellules cancéreuses confinées, en utilisant des techniques microfluidiques avancées pour contrôler le confinement des cellules. La première partie de mon projet décrit la formation de blebs comme une réponse immédiate des cellules au confinement et ce qui les différencie des blebs rétractables classiques. La deuxième partie de mon projet se concentre sur le mécanisme conduisant à l'établissement d'un flux rétrograde. Sur la base des résultats que j'ai obtenus avec mes expériences, nous proposons que la stabilisation du bleb dépend de 1) l'épuisement de l'actine par la contractilité de la myosine et 2) la disposition particulière des filaments d'actine à l'extrémité du bleb causée par la topologie de la membrane. J'ai complété ce travail avec une imagerie avancée qui a permis l'observation de filaments d'actine uniques et des molécules associées au cytosquelette au bout du bleb, sous différentes perturbations. Cet ensemble unique d'observations a permis de compléter un modèle pour la stabilisation des blebs motiles, avec des conclusions qui peuvent être généralement appliquées à tout flux de cortex d'actomyosine. Mes résultats montrent trois régimes de cortex dans les blebs : 1) Assemblage de cortex lâche : localisé à l'extrémité, composé de filaments simples mal fixés à la membrane. Si cette région est perdue, le bleb se rétracte. 2) Cortex réticulé : les filaments et les fibres d'actine se lient pour former un réseau qui se densifie et se réticule progressivement mais ne se contracte pas (cette région est dépourvue de moteurs Myosine-II). 3) Cortex contractile : vers la base du bleb. La Myosine-II commence à s'enrichir en contractant le réseau dense d'actine, entraînant tout le flux d'actine rétrograde jusqu'à l'extrémité du bleb, générant de nouvelles régions sans actine à l'extrémité et comprimant le bleb, conduisant à une avancée de la membrane à l'avant.