L'épithélium tapisse nos organes comme un carrelage recouvre le sol. Au repos, les cellules se tiennent les unes aux autres et le tissu est élastique. Mais pendant le développement de l'embryon, la cicatrisation d'une plaie ou la croissance d'une tumeur, cette couche se met à couler comme du miel épais. Qu'est-ce qui déclenche exactement ce ramollissement ? Les cellules peuvent se pousser de manière aléatoire, se déplacer de façon coordonnée dans une même direction, se contracter de façon chaotique, ou réagir à leur propre étirement en déclenchant des vagues de contraction.
Ces quatre options sont comme différents chefs d'orchestre menant le même orchestre vers la même finale. À la fin, la musique se ressemble : le tissu prend une forme arrondie. Mais les partitions sont différentes. Pour entendre la différence, les auteurs ont construit un modèle informatique composé d'un millier de cellules polygonales et ont activé chaque mécanisme tour à tour, en observant les réarrangements.
Les poussées aléatoires donnent une corrélation courte sans queue négative : les cellules ne ressentent presque pas leurs voisines. Le mouvement directionnel donne une corrélation plus longue, mais également monotone : les cellules s'entraînent les unes les autres. Les contractions chaotiques donnent une corrélation courte avec une queue négative : les cellules se compriment et repoussent leurs voisines, créant un mouvement opposé. Et la régulation mécanochimique, où l'étirement d'une cellule déclenche sa contraction, génère des vagues de contractilité qui se propagent sur trois diamètres cellulaires — c'est comme si trois carreaux de sol voisins tressaillaient simultanément avant que leurs mouvements ne divergent.
Auparavant, les biologistes devaient deviner quel mécanisme était actif dans un tissu donné, ou utiliser des marqueurs moléculaires complexes. Désormais, il suffit de filmer sous le microscope, de mesurer la corrélation des vitesses et de la comparer aux prédictions du modèle. C'est comme identifier le chef d'orchestre à partir d'un enregistrement de l'orchestre, sans le voir.
Ce travail ne se contente pas de classer les mécanismes — il change notre regard sur la fluidification de l'épithélium. Il s'avère que ce n'est pas un état unique, mais un résultat commun à différentes voies de génération de forces. Et comprendre quelle voie a choisi le tissu pourrait suggérer comment intervenir dans la cicatrisation ou arrêter l'invasion cancéreuse.
La longueur de corrélation des vitesses dans la régulation mécanochimique atteint environ trois diamètres cellulaires — c'est comme si trois cellules voisines se déplaçaient de manière coordonnée avant que leurs mouvements ne divergent.