Migration cellulaire et transition épithélio-mésenchymateuse
La construction d'un embryon nécessite le mouvement des cellules, et une manière essentielle pour elles d'acquérir cette capacité est la transition épithélio-mésenchymateuse (TEM), au cours de laquelle des cellules épithéliales étroitement liées perdent leurs jonctions cellule-cellule et leur polarité apico-basale, et acquièrent les propriétés migratoires et invasives des cellules mésenchymateuses. La TEM et le processus inverse permettent à des feuillets cohésifs de libérer des cellules individuelles qui se déplacent vers de nouveaux emplacements, comme lors de la gastrulation et de la formation de la crête neurale. Ensemble, la TEM et la migration dirigée repositionnent les cellules afin que les tissus se forment aux bons endroits.
Definition
La transition épithélio-mésenchymateuse est un programme cellulaire réversible au cours duquel une cellule épithéliale perd ses jonctions et sa polarité apico-basale, et acquiert un phénotype mésenchymateux avec une polarité antéro-postérieure et une motilité et une invasivité accrues ; la migration cellulaire est le mouvement dirigé résultant des cellules à travers l'embryon.
Scope
Cet article aborde la nature de la TEM, les événements moléculaires qui la régissent, ses rôles dans le développement normal, et la manière dont les cellules se déplacent une fois devenues migratoires. Il traite la TEM et la migration cellulaire développementale comme des sujets moléculaires et cellulaires, à des fins de référence et d'éducation, et non comme des directives cliniques.
Core questions
- Quels changements moléculaires convertissent une cellule épithéliale en cellule mésenchymateuse migratoire ?
- Quels événements développementaux dépendent de la TEM et de la migration cellulaire ?
- Comment les cellules migratrices détectent-elles la direction et atteignent-elles leurs destinations ?
- Comment la TEM dans le développement est-elle liée à sa réactivation dans la maladie ?
Key concepts
- Perte des jonctions cellule-cellule et de la polarité apico-basale
- Facteurs de transcription de la TEM (Snail, Slug, Twist, ZEB)
- Régulation négative de l'E-cadhérine
- Acquisition de la motilité et de l'invasivité
- Transition mésenchymato-épithéliale (le processus inverse)
- Migration de la crête neurale et gastrulation
- Remodelage du cytosquelette et adhésion cellule-matrice
Key theories
- La TEM comme programme développemental réversible
- La TEM est un basculement coordonné et réversible où des voies de signalisation activent des facteurs de transcription tels que Snail, Slug, Twist et ZEB qui répriment les gènes épithéliaux et induisent les gènes mésenchymateux, permettant aux cellules de se détacher et de migrer et, par la transition inverse, de se ré-épithélialiser à leur destination.
- Classification des contextes de la TEM
- La TEM a été organisée en types associés au développement, à la cicatrisation des plaies et à la fibrose, et à la progression du cancer, partageant un noyau moléculaire commun mais se produisant dans des contextes biologiques différents, ce qui clarifie la manière dont un programme développemental est réutilisé dans la maladie.
Mechanisms
La TEM est régie par des signaux développementaux — incluant les voies TGF-bêta/BMP, Wnt, Notch et les facteurs de croissance — qui activent un ensemble central de facteurs de transcription tels que Snail, Slug, Twist et ZEB. Ces facteurs répriment les gènes épithéliaux, notamment la molécule d'adhésion cellule-cellule E-cadhérine, et induisent les gènes mésenchymateux, de sorte que la cellule démantèle ses jonctions serrées et adhérentes, perd sa polarité apico-basale et remodèle son cytosquelette pour adopter une polarité antéro-postérieure. La cellule étend ensuite des protrusions, forme et renouvelle des adhésions à la matrice extracellulaire, et se déplace par protrusion, attachement et rétraction coordonnées. Dans l'embryon, cela permet des événements tels que l'ingression des cellules pendant la gastrulation et la délamination et la migration des cellules de la crête neurale, qui voyagent le long de routes définies guidées par des signaux extracellulaires avant de se différencier. Puisque la TEM est réversible, les cellules migratrices peuvent subir la transition mésenchymato-épithéliale inverse pour se réassembler en épithéliums à leur nouvel emplacement.
Clinical relevance
Le même programme de TEM qui régit la morphogenèse normale est réactivé dans la fibrose tissulaire et dans l'invasion et la métastase cancéreuses, faisant de la TEM développementale un cadre de référence pour la compréhension de ces processus. Cet article explique le mécanisme à des fins de référence et d'éducation et ne constitue pas une base pour le diagnostic ou le traitement.
Evidence & guidelines
Les preuves proviennent de la biologie cellulaire et du développement — études de la gastrulation et de la crête neurale chez des embryons modèles, dissection moléculaire des facteurs de transcription de la TEM, et imagerie en temps réel des cellules migratrices — synthétisées dans la littérature de revue et les manuels plutôt que dans des directives cliniques.
History
La reconnaissance que les cellules embryonnaires peuvent basculer entre les états épithélial et mésenchymateux est née des études sur la gastrulation et la migration de la crête neurale. Au cours des décennies suivantes, le contrôle moléculaire de la TEM a été défini, avec l'identification des facteurs de transcription qui répriment l'E-cadhérine et régissent la transition, et la prise de conscience que ce programme développemental est réutilisé dans la fibrose et le cancer a attiré une large attention biomédicale sur la TEM et a incité à des efforts pour classer ses contextes.
Debates
- La TEM est-elle un basculement tout ou rien ou un spectre d'états intermédiaires ?
- La question de savoir si les cellules se convertissent entièrement entre les identités épithéliales et mésenchymateuses ou si elles passent par des états partiels ou hybrides stables avec des caractéristiques mixtes est débattue, avec des preuves croissantes que les états intermédiaires sont courants et fonctionnellement importants.
Key figures
- Jean Paul Thiery
- M. Angela Nieto
- Raghu Kalluri
- Robert Weinberg
- Rik Derynck
Related topics
Seminal works
- thiery-2009
- kalluri-weinberg-2009
- lamouille-2014
Frequently asked questions
- Pourquoi les cellules épithéliales doivent-elles subir une TEM pour migrer ?
- Les cellules épithéliales sont maintenues en place par des jonctions et une polarité apico-basale ; la TEM démantèle ces caractéristiques et remodèle le cytosquelette, donnant à la cellule la polarité antéro-postérieure et l'adhésion réduite dont elle a besoin pour se détacher et se déplacer.
- La TEM est-elle permanente ?
- Non. La TEM est réversible : les cellules qui ont migré peuvent subir la transition mésenchymato-épithéliale inverse et se réassembler en tissu épithélial à leur destination.