Deux études, dont les résultats intitulés respectivement «Dynamic Polarization of the Multiciliated Planarian Epidermis between Body Plan Landmarks» et «Emergence of a Bilaterally Symmetric Pattern from Chiral Components in the Planarian Epidermis» ont été publiés dans la revue Developmental Cell, ont permis,en utilisant un modèle invertébré, la planaire, de mettre en évidence des mécanismes permettant de contrôler la direction du battement ciliaire dans un épithélium multicilié. Deux voies de signalisation conservées qui coopèrent d’une façon inédite pour polariser le battement ciliaire ont été identifiées.

Notons tout d'abord que «les cellules multiciliées forment jusqu’à plusieurs centaines de cils motiles qui battent de manière coordonnée pour générer un flux de liquide ou déplacer des particules et des cellules». Ces cellules multiciliées sont, chez l’humain, «en particulier nécessaires à la clairance respiratoire, un mécanisme qui permet de renouveler la barrière protectrice de mucus qui protège les poumons contre les pathogènes et les poussières». De ce fait, les «perturbations de la fonction de ces cellules causées par certaines mutations génétiques» peuvent «être à l’origine de pathologies respiratoires sévères».

Comme, en dehors des vertébrés, «les cellules multiciliées servent à la locomotion de diverses espèces animales comme les planaires, des vers plats connus pour leur extraordinaire capacités de régénération», ces animaux peuvent servir de modèles «pour comprendre la fonction des épithéliums multiciliés».

Du fait que, «pour remplir leur rôle, les cils à la surface de ces épithéliums doivent battre de façon coordonnée et dans la bonne direction», il est apparu que «chez la planaire, le battement ciliaire est dirigé vers la partie postérieure de l’animal mais aussi vers les côtés, et ce d’autant plus que les cils sont proches des bords», une organisation qui «génère un motif symétrique de part et d’autre de la ligne médiane», obtenu «via l’action conjointe de deux voies de signalisation conservées chez les animaux, les voies Wnt/PCP et Fat/Dachsous».

Cette symétrie bilatérale «observée dans l’épiderme des planaires est générée à partir de réseaux de cytosquelette qui présentent une asymétrie chirale (un objet est dit chiral s'il n'est pas superposable à son image dans un miroir), propriété qui dérive de la chiralité intrinsèque des centrioles».

En conséquence, «la voie Fat/Dachsous, qui contrôle la polarisation médio-latérale des centrioles et des cils», agit «via un mécanisme partiellement différent dans les moitiés droite et gauche du corps pour compenser l’asymétrie du réseau de cytosquelette et former un motif symétrique».

Ce travail, qui permet «d’identifier de nouveaux acteurs moléculaires conservés nécessaires à la polarisation des épithéliums multiciliés», aide à mieux comprendre «comment les animaux dits Bilatériens, dont nous faisons partie, peuvent générer un plan d’organisation symétrique à partir d’éléments constitutifs chiraux, éléments qui sont très répandus dans le vivant».