CELLULELes mouvements

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Physiopathologie du mouvement cellulaire dans les organismes multicellulaires

Les mécanismes moléculaires du mouvement cellulaire ont été élaborés et sélectionnés pendant la longue évolution des eucaryotes à l'état unicellulaire, soit pendant près de 2,5 milliards d'années. Lorsque les eucaryotes multicellulaires sont apparus, il y a seulement 700 millions d'années, ces mécanismes ont été exploités pour constituer des organismes tels que le corps humain, qui contient plus de 10 000 milliards de cellules.

Dans les tissus de l'organisme adulte des métazoaires, la majorité des cellules ne se déplacent pas et l'essentiel de leurs mouvements concerne les mouvements intracellulaires, tout comme chez les métaphytes. Notons cependant que, contrairement aux cellules des plantes, la plupart des cellules des tissus animaux, lorsqu'elles sont dissociées et maintenues en culture, sont capables de locomotion, même si les performances sont très variables selon l'origine tissulaire des cellules.

Il existe cependant de nombreuses cellules capables de se déplacer dans l'organisme adulte, et cette capacité est d'une grande importance physiologique. Il s'agit d'abord des cellules du sang, et en particulier de toutes les cellules des lignées blanches, qui participent à la défense immunitaire de l'organisme et à sa protection contre les infections ainsi qu'à l'élimination des cellules mortes. Elles proviennent de cellules souches dans la moelle osseuse et colonisent tout en se différenciant de nombreux tissus lymphoïdes. Elles sont capables de traverser des barrières endothéliales et, pour certaines, de se déplacer dans des capillaires sanguins très étroits en roulant sur elles-mêmes, grâce à une adhésion transitoire avec les cellules des capillaires. D'autres, telles les macrophages ou les cellules neutrophiles, sont capables de migrer très rapidement vers un point d'infection, une blessure ou une cellule morte. Les cellules fibroblastiques du tissu conjonctif qui soutient les organes constituent l'autre grand type de cellules capables de locomotion. Leurs fonctions sont multiples (réparer les lésions par exemple).

Mais c'est pendant le développement de l'embryon que les migrations cellulaires sont les plus importantes. On comprend facilement que les processus morphogénétiques ne peuvent se limiter à la croissance des tissus par division des cellules à partir de l'œuf, mais imposent aussi de très importants remaniements des cellules. Ainsi, la gastrulation est une étape du développement que l'on rencontre chez tous les animaux. C'est le moment où l'embryon passe d'une organisation simple, le plus souvent sphérique, à la mise en place de l'organisation générale du corps. À travers des mouvements complexes des feuillets cellulaires, qui glissent les uns sur les autres, la mise en place des grands types de tissus est déterminée.

À ces mouvements d'ensemble s'ajoute la migration de cellules individuelles ayant des destinations lointaines mais précises où elles feront souche. Les cellules sont guidées par le substrat, et d'abord par la nature chimique du substrat, et cet aspect a aussi une grande importance physiologique. L'adhésion des cellules au substrat est gouvernée par des interactions moléculaires qui sont aujourd'hui assez bien connues. Les propriétés d'adhésion des cellules gouvernent les grands mouvements morphogénétiques dans l'embryon en développement. La migration des cellules de la crête neurale par exemple, qui est à l'origine de nombreux tissus, suit des voies de matrice extracellulaire riche en collagène et en protéines associées, comme la fibronectine. Ces comportements peuvent être reproduits dans des conditions de culture cellulaire. La croissance des neurones au cours de la mise en place du système nerveux est un autre exemple particulièrement étudié dans la mesure où les cellules doivent, à travers un cheminement long et compliqué de leur axone, établir des connections à grande distance, entre le système nerveux central et le système nerveux périphérique ou les muscles. Dans ces cellules très spécialisées, la structure motile, ou cône de croissance, se trouve à l'extrémité de l'axone et migre à l'aide de lamellipodes et de filopodes. Il semble exister un système de guidage subtil, impliquant des mécanismes d [...]

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Taille des structures en mouvement et vitesses de déplacement correspondantes

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Nage des cellules

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  • : directeur de recherche au C.N.R.S. (D.R.C.E.), chef d'équipe Biologie du cycle cellulaire et de la motilité
  • : docteur ès sciences

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Pour citer l’article

Michel BORNENS, Matthieu PIEL, « CELLULE - Les mouvements », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 19 janvier 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/cellule-les-mouvements/