Sergey Troyanovsky, PhD, professeur de dermatologie et de biologie cellulaire et moléculaire, était l’auteur principal de l’article publié dans Proceedings of the National Academy of Sciences.

Une étude de Northwestern Medicine a fourni de nouvelles informations sur l’organisation d’une protéine clé appelée cadhérine au sein de structures appelées jonctions d’adhérence, qui aident les cellules à rester collées ensemble.

L’étude, publiée dans Proceedings of the National Academy of Sciences, a été menée par l’auteur principal Sergey Troyanovsky, PhD, professeur de dermatologie et de biologie cellulaire et moléculaire, en collaboration avec des scientifiques de l’Université Columbia.

Les jonctions d’adhérence (AJ) sont des complexes protéiques – principalement constitués de cadhérine – qui forment des liens entre les cellules dans presque tous les tissus humains. Bien que les AJ soient fondamentales pour maintenir la structure des tissus, l’organisation réelle des molécules de cadhérine à l’intérieur et à l’extérieur de ces jonctions est restée obscure – ainsi que d’autres aspects clés de la biologie des AJ.

En particulier, on a cherché à comprendre comment les jonctions d’adhérence possèdent deux propriétés apparemment incompatibles : à la fois la force et la flexibilité.

« C’était une grande énigme », a expliqué Troyanvosky, qui est également membre du Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center de l’Université Northwestern. « Pendant de nombreuses années, nous avons essayé de comprendre comment le site d’adhésion entre deux cellules pouvait avoir ces deux caractéristiques très différentes – la force du système et sa plasticité. »

Dans l’étude actuelle, l’équipe de scientifiques a cherché à approfondir la compréhension de ces caractéristiques en explorant l’organisation et la dynamique de la cadhérine au sein des AJ.

En employant un microscope à super-résolution qui peut détecter des molécules uniques dans les structures, les scientifiques ont pu démontrer que les AJs peuvent atteindre plus d’un micromètre de longueur et qu’ils sont constitués de grappes de cadhérine très serrées, entrecoupées de quelques régions de cadhérine plus éparses. En outre, leurs résultats ont montré que les molécules de cadhérine en dehors de la jonction ne sont pas organisées en grappes, mais sont monomériques.

Les scientifiques ont également découvert qu’indépendamment de la stabilité globale des AJ individuelles, elles sont en fait très dynamiques. « La durée de vie des clusters de cadhérine serrés est très courte, environ une seconde. Ils se désassemblent et les molécules de cadhérine libérées sont utilisées pour de nouveaux clusters », explique Troyanvosky. « C’est ainsi que nous expliquons la force et la plasticité des jonctions d’adhérence – elles reconstruisent continuellement leurs unités d’adhésion, les clusters de cadhérine. »

Comprendre l’architecture de la cadhérine – et plus largement les mécanismes d’adhésion cellule-cellule – est important, note Troyanvosky, car une adhésion cellule-cellule anormale joue un rôle dans un certain nombre de maladies, y compris le cancer, et est un facteur clé dans les troubles cutanés tels que le pemphigus.

Dans le cadre d’investigations en cours basées sur les résultats de cette étude, le laboratoire de Troyanvosky étudie maintenant un anticorps capable de changer le schéma de la cadhérine au sein des clusters, afin de modifier l’adhésion cellulaire à des fins thérapeutiques potentielles, entre autres projets.

L’étude a été soutenue par les subventions AR44016, AR057992 et GM062270 des National Institutes of Health, et par la subvention MCB-1412472 de la National Science Foundation.