La couche de cellules qui tapisse les organes internes ressemble à une file d'attente dans un métro bondé : tout le monde est serré, mais parfois la foule commence à s'écouler et les gens se faufilent les uns devant les autres. Les biologistes appellent cela une transition d'un état solide et figé à un état fluide. Jusqu'à présent, on pensait que la clé résidait dans la forme des cellules : si les cellules s'allongent, le tissu se fluidifie. C'est comme si, dans la file, les gens écartaient les coudes et commençaient à se faufiler.
La nouvelle étude montre que ce n'est pas nécessaire. Les chercheurs ont prélevé une couche de cellules et ont affaibli les protéines qui les collent entre elles – une sorte de colle moléculaire aux jonctions. Le tissu est devenu nettement plus fluide, les cellules glissaient plus facilement les unes contre les autres. Mais leur forme n'a pas changé : ni l'allongement, ni la taille, ni la densité d'empilement. La tension aux points de contact n'a pas changé non plus. En d'autres termes, les cellules se sont fluidifiées tout en restant géométriquement identiques.
Pour expliquer cela, les scientifiques ont proposé de considérer la colle cellulaire non seulement comme une force qui rapproche les bords, mais aussi comme une source de friction. Lorsque les cellules glissent, les molécules d'adhésion s'accrochent les unes aux autres et créent une résistance visqueuse – comme du miel entre les paumes. La prise en compte de cette friction dans le modèle mathématique a permis de reproduire précisément les résultats des expériences. On comprend maintenant que la fluidité d'un tissu dépend de l'équilibre entre la force de l'adhésion cellulaire et la force avec laquelle cette colle freine leur mouvement.
Cela n'est pas seulement important pour la science fondamentale. Les tissus de notre corps se réorganisent constamment : lors de la cicatrisation, les cellules migrent vers la zone lésée ; lors du développement embryonnaire, les couches changent de forme. Et dans le cancer, les cellules tumorales se détachent de leurs voisines et commencent à migrer – et c'est peut-être précisément l'affaiblissement de l'adhésion sans changement de forme qui déclenche ce processus dangereux. Comprendre comment les cellules deviennent fluides pourrait suggérer comment intervenir dans ces scénarios.
L'épithélium n'est pas seulement la peau à l'extérieur : il tapisse l'intestin, les poumons, les vaisseaux sanguins. Dans l'intestin grêle, les cellules épithéliales se renouvellent tous les 3 à 5 jours, glissant constamment et changeant de voisins.
Dans le roman de Greg Egan, « La Cité des permutants », les gens vivent dans une simulation où leurs corps peuvent changer de forme et de fluidité, comme des couches de cellules – mais en réalité, c'est la perte d'adhésion entre les cellules qui permet à la tumeur de se propager.