Une étude, dont les résultats intitulés «Scutoids are a geometrical solution to three-dimensional packing of epithelia» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis d'établir les formes que les cellules épithéliales adoptent à la suite du développement embryonnaire.

Rappelons tout d'abord que «lors du développement de l'embryon, les tissus se transforment»: plus précisément, «ils se courbent, se plient, se tordent, pour se structurer en formes complexes qui donneront les organes».

Ainsi, les cellules épithéliales, «comme des briques emboîtées les unes aux autres» qui «forment des couches de tissus, par exemple au niveau de la peau, de l'intestin...», présentent souvent, à la base, une forme décrite «comme ressemblant à un prisme avec des faces polygonales à chacune des deux extrémités», mais, au cours du développement embryonnaire, cette forme se modifie: par exemple, «lors de la neurulation, l'étape au cours de laquelle se forme le tube neural, les cellules perdent leur forme 'en colonne' pour ressembler à une bouteille».

Pour sa part, l'étude dont il est question ici a été entreprise pour «comprendre l'organisation géométrique des tissus» à partir d'une modélisation informatique. Ainsi, la modélisation a montré que «lorsque la courbure du tissu augmente, les colonnes et les bouteilles ne sont pas les seules formes que les cellules peuvent développer» puisque le modèle a identifié une forme supplémentaire qui «n'avait même pas de nom en mathématiques».

La nouvelle forme ressemble à un prisme «avec à une extrémité un polygone à six côtés et à l'autre extrémité un polygone à cinq côtés» et avec, sur le bord allongé, une face triangulaire. L'étude nomme 'scutoïde' cette nouvelle forme, en raison «de sa ressemblance avec le scutellum (*) du thorax d'un insecte».

Ensuite, l'étude a vérifié les prédictions du modèle informatique en examinant «des tissus de différents animaux, comme les glandes salivaires de la drosophile». Au bout du compte, ces données expérimentales «confirment que les cellules épithéliales adoptent des formes similaires à celles prédites par le modèle informatique».

Selon cette étude, «les scutoïdes stabilisent l'emballage tridimensionnel des cellules épithéliales et les maintiennent bien resserrées malgré les mouvements du tissu»: en fait, ils «sont une solution trouvée par la nature pour permettre la courbure et la déformation des tissus, en utilisant le moins d'énergie possible».

Finalement, cette étude, qui améliore «nos connaissances fondamentales sur l'organisation des épithéliums», pourrait déboucher sur «des applications dans l'ingénierie tissulaire et inspirer de nouveaux types d'échafaudages pour la fabrication d'organes artificiels».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Scutellum