1 De la cellule étalée en interphase à la cellule ronde en mitose

Les milieux de culture contiennent de nombreuses protéines de la matrice extra-cellulaire en plus des facteurs de croissance nécessaires à la survie des cellules. Ces protéines se déposent sur le substrat et sur les cellules qui, par conséquent, se retrouvent dans un environnement uniformément adhésif. Ces onditions adhésives peuvent être rendues beaucoup plus contraignantes. Il suffit, pour cela, de retirer le sérum du milieu de culture et de déposer les cellules sur une lame de verre silanisée et non sur une lame de verre préalablement greffée avec de le matrice extra

légèrement au silane mais ne pourront développer d’ancrages spécifiques (intégrines) qu’avec la matrice qu’elles auront sécrétée. Ainsi, les

sécrètent de la matrice et s’accrochent à cette m trice. Elles fabriquent ainsi leur propre patron adhésif (Figure 3.18).

sécrètent de la fibronectine et se fabrique leur patron adhésif.

Figure 3.18 Les cellules sont déposées sur une lamelle silanisée dans un milieu sans sérum. Après fixation au méthanol à –20°C, la fibronectine est révélée par un immuno-marquage, ainsi que la vinculine. On peut voir le patron de fibronectine que la cellule a sécrétée.

c

-cellulaire. Les cellules peuvent alors adhérer cellules touchent le substrat, s’étalent un peu,

a

Dans des conditions peu adhésives, les cellules

Selon les zones dans lesquelles la cellule dépose cette matrice, et la concentration

qu’ell lule

dépose de la matrice à un endroit elle y fait des protrusions. Si elle se retire pour aller ailleurs puis revient, elle refait des protrusions sur cette même zone. Sur les autres zones où elle dépos

avec son patron adhésif pré-mitotique (Figure 3.20).

e dépose, l’activité de l’actine en périphérie est modifiée. En effet, lorsque la cel

e peu ou pas de matrice, elle glisse sans faire de protrusion. Donc, son patron adhésif gouverne son activité membranaire et l’inhomogénéité de son cortex. Cette inhomogénéité est maintenue dans le temps. Puis, en entrant en mitose, la cellule s’arrondit. En se retirant des zones où elle avait développé des adhésions et où elle avait fait des protrusions, la cellule forme des fibres de rétraction (Figure 3.19) (voir les films « Ruffles RF », « Mitotic Pattern »,

« Retraction Fibres », et la série « Mother Daughters » ainsi que leurs légendes en annexe 2).

La cellule mitotique ne forme pas de fibre de rétraction à partir des zones où elle n’adhérait pas. Par conséquent, la cellule mitotique est ronde mais elle possède des zones corticales avec fibres et des zones sans fibre. Ces zones sont la projection sur le cortex mitotique de ce qu’était le patron adhésif de la cellule en interphase. La cellule mitotique bien que ronde est donc encore en contact

Figure 3.19. En contraste de phase, les protrusions de la cellule sont visibles en noir à la périphérie de la cellule (membrane noire sur 0h40 et 1h36). Les bords lisses et ronds sont blancs en contraste de phase. Les zones de protrusion sont marquées par une portion de cercle blanc. On voit qu’en entrant en mitose, la cellule s’arrondit en formant des fibres de rétraction dans ces zones mais pas dans les autres (2h44). Ces fibres sont arrimées dans le cortex de la cellule mitotique au niveau des zones marquées par une portion de cercle noir (2h53). On voit que es zones sont la projection sur le cortex des anciennes zones de protrusions ( noir = projection du blanc). En étalant et 4h04), les cellules filles font des protrusions là où sont arrimées les fibres de rétractions qui guident l’étalement des cellules filles vers le patron adhésif de la cellule mère.

Cette hypothèse de l’existence de marques corticales en mitose correspondant à l’activité de l’actine avant l’entrée en mitose est compatible avec l’observation de la complémentarité des distributions des activités de Rho et Rac sur le cortex de cellules mitotique (Yoshizaki et al., 2003).

c

).

La cellule mitotique n’est donc pas homogène puisque son cortex contient des zones avec et des zones sans fibres de rétraction qui correspondent aux zones de protrusion ou de contraction avant l’entrée en mitose (Figure 3.21).

tex une projection de son activité corticale pré-mitotique.

’arrondissement mitotique fait suite à deux changements physiologiques dans la

Figure 3.20

Pendant la mitose, le patron adhésif fabriqué par la cellule en interphase est maintenu (marquage fibronectine à gauche) et la cellule reste en contact avec lui par l’intermédiaire des fibres de rétractions qui sont de fins tubes de membrane riche en actine (marquage actine à droite

Figure 3.21

Hypothèse de travail : par l’intermédiaire des fibres de rétraction, la cellule mitotique possède sur son cor

2003). Les nombreuses phosphorylations des sérines et/ou thréonines de la paxiline, de la FAK et de la CAS et la déphosphorylation de leurs tyrosines sont également spécifiques à l’entrée en mitose. En conséquence, le complexe FAK/CAS/Src se détache des adhésions et les FAK lient moins les intégrines. Ceci induit une réduction de la signalisation propre aux intégrines à l’entrée en mitose (Yamaguchi et al., 1997; Yamakita et al., 1999) et une diminution de la traction exercée sur le substrat (Burton, 1997). L’activité de RhoA augmente en mitose, elle ne participe pas à la déadhésion mais à la rétraction corticale pendant l’arrondissement et à sa contraction (Maddox and Burridge, 2003). C’est au cours de cette étape que se forment les fibres de rétraction. Ces fibres ont été décrites depuis longtemps grâce à la microscopie électronique à balayage et les fixations à la glutaraldéhyde (Figure

3.22). Par exemple les BHK21 s’arrondissent complète

icro-villosités (une forme de réserve de membrane) et de and

Trinkaus, 1976).

Figure 3.22

Fibres de rétraction révélées en microscopie électronique à balayage.

Les cellules PtK2 s’arrondissent peu en mitose mais forment également beaucoup de icro

voquaien des accumulations de myosines ans le cortex de la cellule mitotique (Figure 3.23) (Crame and Mitchison, 1995). Et enfin, que ces fibres permettaient aux cellules filles de s’étaler (Cramer and Mitchison, 1993).

Figure 3.23

Marquage de de l’actine

(rouge) au cou le PtK2. Ces

cellules ne s en

mitose (Crame

u cours de cet étalement, les cellules remplissent les fibres qui restent stationnaires. En interp

ment en mitose et forment des m s fibres de rétraction (Erickson

m -villosités et des fibres de rétraction (Sanger, 1984). Plus récemment, des études du groupe de Tim Mitchison ont révélé que ces fibres pouvaient être le lieu de formation de nodules capables de remonter vers le corps cellulaire (Cramer and Mitchison, 1997), qu’elles

ontenaient des filaments d’actine polarisée et pro c d t r la myosine (vert) et rs de la mitose de cellu

’arrondissent pas complètement r and Mitchison, 1995).

A

hase, en général, les câbles d’actine font du « treadmilling » et reculent par rapport au substrat ; par contre, au cours de l’étalement post-mitotique, ils restent fixes et le bord avant de la cellule avance dessus. Ces études expliquent pourquoi nous avons pu observer un étalement des cellules filles vers le patron adhésif de la cellule mère : c’était la recolonisation des fibres de rétraction formées au cours de l’arrondissement mitotique.