Notre corps est constitué d’environ 30 000 milliards de cellules. Ces cellules doivent s’attacher étroitement les unes aux autres pour maintenir l’intégrité de notre corps. Cependant, nous sommes constamment exposés à des contraintes mécaniques, qui mettent continuellement à l’épreuve l’intégrité de notre corps. Comment les cellules sont-elles capables de résister à la force mécanique pour maintenir l’intégrité de notre corps ? Pourquoi notre corps ne s’effondre-t-il pas lorsque nous tombons dans la rue ou lorsque nos intestins bougent pour digérer la nourriture ? Le secret réside dans l’appareil d’adhésion de cellule à cellule qui maintient nos cellules ensemble.
Les cellules s’accrochent les unes aux autres grâce à des jonctions qui servent à relier les cellules voisines. Au moins trois types de jonctions sont connus : les jonctions serrées, les jonctions adhérentes et les desmosomes. Des études antérieures ont montré que les jonctions adhérentes et les desmosomes jouent un rôle essentiel dans le maintien de l’intégrité de notre corps. Cependant, le rôle des jonctions serrées dans la résistance aux contraintes mécaniques n’a pas été démontré à ce jour.
L’une des raisons qui a entravé les tentatives visant à comprendre le rôle des jonctions serrées était qu’il avait été difficile d’éliminer spécifiquement et complètement son activité en raison du chevauchement des fonctions de ses constituants clés. Il y a quelques années, le groupe de recherche a réussi à générer une lignée de cellules épithéliales dépourvue spécifiquement et complètement des protéines membranaires à jonction serrée claudines et JAM-A, et a démontré que ces cellules sont totalement dépourvues de jonctions serrées.
En examinant attentivement ces cellules, les chercheurs ont découvert quelque chose de bizarre. Alors que les cellules normales sont toujours reliées les unes aux autres par une ceinture continue de jonctions de cellule à cellule, une perturbation et une fragmentation sporadiques des jonctions de cellule à cellule ont été observées dans ces cellules. « Nous n’avions jamais vu quelque chose de pareil auparavant et nous sommes devenus curieux de connaître cette question », a déclaré le premier auteur, Thanh Phuong Nguyen.
Les chercheurs ont décidé de tourner un film pour découvrir comment les jonctions se rompaient dans ces cellules et ont découvert que les jonctions se fracturaient lorsque les cellules étaient étirées. Le groupe de recherche a en outre montré que les protéines membranaires à jonction serrée régulent le changement de conformation d’une protéine appelée ZO-1 en réponse à une force mécanique, ce qui suggère que ce mécanocapteur est important pour que les cellules résistent au stress mécanique.
Mikio Furuse, le principal scientifique de l’étude publié dans le Journal de biologie cellulairedéclare : « Cette étude montre que les jonctions serrées, en plus des jonctions adhérentes et des desmosomes, sont importantes pour que les cellules résistent au stress mécanique. Une question intéressante est de savoir pourquoi nous avons besoin de tant de jonctions pour résister à la force et comment ces jonctions collaborent pour fournir une résistance mécanique. j’aimerais aborder ces questions à l’avenir.
Plus d’information:
Thanh Phuong Nguyen et al, Les protéines membranaires à jonction serrée régulent la résistance mécanique du complexe jonctionnel apical, Journal de biologie cellulaire (2024). DOI : 10.1083/jcb.202307104