Oxygène et mouvements collectifs

Oxygen and collective migration

 

Olivier Cochet-Escartin, Christophe Anjard et Jean-Paul Rieu (équipe Biophysique), en collaboration avec des collègues de Lyon, St Etienne et Sendai ont publié un article intitulé "Hypoxia triggers collective aerotactic migration in Dictyostelium discoideum" dans la revue eLife.
 
Olivier Cochet-Escartin, Christophe Anjard et Jean-Paul Rieu (équipe Biophysique), with colleagues from Lyon, St Etienne and Sendai, published an article entitled "Hypoxia triggers collective aerotactic migration in Dictyostelium discoideum" in the journal eLife.
 

 

Si la disponibilité de l’oxygène nous apparait souvent comme une évidence, de nombreux objets biologiques se retrouvent dans des situations hypoxiques que ce soit dans le sol, au sein d’un organisme ou même d’une tumeur. Le rôle de l’oxygène dans le métabolisme est désormais bien compris mais il semble que sa distribution dans l’espace puisse aussi jouer un rôle très important pour diriger le mouvement de cellules vivantes, un processus appelée aérotaxie.
Dans cet article, les auteurs ont démontré que l’amibe Dictyostelium, organisme modèle bien connu, était capable de répondre dynamiquement à des gradients d’oxygène générés par sa propre respiration en déclenchant la migration collective d’un dense front de cellules, stable sur des temps et des distances très élevés. Grâce à un mélange de techniques de bioingénierie, microscopie, simulations et modélisation quantitatives, ils ont caractérisé la réponse aérotactique de ce type cellulaire et mis au point des modèles permettant de prédire le comportement de tout type cellulaire à des gradients d’oxygène auto-générés. Ces résultats auront une influence sur notre compréhension du rôle de l’oxygène dans la mise en place d’organismes multicellulaires ainsi que dans le contrôle de migration cellulaire cancéreuse.
Oxygen availability often seems to be a given but many biological objects naturally encounter hypoxic situations whether in the soil or even within an organism or a tumor. The metabolic role of oxygen is well understood but it now seems that its spatial distribution could also play an important role in the guidance of cellular migrations, a process named aerotaxis.
In this paper, the authors demonstrated that the well-known amoeba Dictyostelium is capable of dynamically responding to oxygen gradients created by its own respiration by triggering the collective migration of a dense front of cells, stable over very long time and length scales. Thanks to a mix of bioengineering, microscopy, quantitative numerical simulations and modelling, they fully characterized the aerotactic response of this cell type and developed models capable of predicting the behavior of any cell type in response to self-generated oxygen gradients. These results will impact our understanding of the role of oxygen in the patterning of multicellular organisms as well as in the guidance of cancerous cellular migrations.
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