Comment quelques cellules prennent-elles forme et s’organisent-elles dès les premières divisions de l’embryon ? Dans une étude portant sur les premiers stades de développement du nématode Caenorhabditis elegans, Hervé Turlier, Matthieu Perez, Fabrice Delbary (MCD-CBI) et leurs collaborateurs montrent qu’il est désormais possible de reconstituer une véritable carte spatiotemporelle des forces mécaniques qui organisent les cellules.
Dès les premières divisions de l’embryon, les cellules doivent adopter une organisation très précise pour construire un organisme fonctionnel. Cette architecture ne dépend pas uniquement des programmes génétiques ou des signaux biochimiques : elle résulte également de forces mécaniques produites à la surface des cellules et à leurs interfaces.
Pour rendre ces forces mesurables, les scientifiques ont étudié l’embryon précoce du nématode C. elegans à des étapes très précoces du développement (stades 2 et 4 cellules) où l’embryon présente un lignage cellulaire parfaitement invariant.
Pour mettre en lumière les forces en présence et pour reconstruire leur évolution au cours du développement, l’étude combine trois approches complémentaires : des images de microscopie en temps réel pour suivre la forme des cellules et mesurer les angles formés à leurs jonctions, des mesures réalisées par microscopie à force atomique pour avoir une valeur absolue des tensions exercées à la surface des cellules, et enfin, un modèle physique de type « mousse » pour représenter chaque cellule comme une bulle dont les interfaces sont soumises à des tensions mécaniques.
Cette approche a permis d’établir une carte spatio-temporelle des forces qui façonnent l’embryon.
Au-delà du modèle C. elegans, cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour comprendre comment des modifications locales de la contractilité ou de l’adhésion entre cellules se traduisent par des changements de forme à l’échelle de l’embryon entier.
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