Selon l’Organisation mondiale de la santé, un décès sur six dans le monde a été attribué au cancer. Cependant, ces décès n’étaient pas dus à des tumeurs malignes initiales mais ils étaient causés par la propagation des cellules cancéreuses dans les tissus environnants et la croissance ultérieure de la tumeur.
Ces tissus, qui sont en grande partie constitués de collagène, ont fait l’objet d’une récente étude collaborative menée par une équipe de l’Université de Stanford et de l’Université de Purdue. Pour mener à bien leurs travaux, les chercheurs ont utilisé le supercalculateur Comet du San Diego Supercomputing Center, situé sur le campus de l’Université de San Diego.
« Notre code utilisé pour cette étude est coûteux en termes de calcul, ce qui signifie qu’il faut beaucoup de temps pour exécuter une seule simulation, et grâce à Comet, nous avons pu exécuter un grand nombre de simulations simultanément pour explorer un vaste espace paramétrique.De nos jours, il est très difficile de trouver des subventions ou des fonds à utiliser pour acheter des nœuds ou du temps sur des supercalculateurs, bien que cette puissance de calcul soit essentielle pour faire cette recherche. » A déclaré Taeyoon Kim, professeur associé, Weldon School of Biomedical Engineering, Université de Purdue.
L’étude décrit le processus mécanique de division cellulaire, qui commence lorsqu’une cellule mère subit des changements de forme importants pour séparer ses chromosomes et d’autres matériaux avant de se scinder en deux cellules filles.
De nombreuses études menées par plusieurs chercheurs se sont concentrées sur les aspects biologiques de la division cellulaire, mais cette recherche décrit le processus d’un point de vue mécanique dans un récent article de la revue Advanced Science intitulé “Cellular Pushing Forces during Mitosis Drive Mitotic Elongation in Collagen Gels“.
«Notre étude portait sur la division des cellules cancéreuses, car cela entraîne la croissance des tumeurs primaires et métastatiques», a déclaré Ovijit Chaudhuri, professeur agrégé de génie mécanique à l’Université de Stanford.
«Alors que la biologie de la division des cellules tumorales a été étudiée en détail, les aspects mécaniques de la façon dont les cellules se divisent physiquement dans les tumeurs sont moins clairs et l’avancement de la compréhension de ce phénomène peut conduire à de nouvelles thérapies pour traiter les tumeurs».
Avant cette recherche, aucune étude n’avait été menée sur la façon dont les cellules se divisent physiquement dans les gels de collagène. Les chercheurs ont étudié trois mécanismes permettant aux cellules de générer l’espace dont elles ont besoin pour se diviser : l’élongation mitotique, la génération d’une force externe (poussée) ou la dégradation de la matrice. Les résultats de cette étude ont montré que le mécanisme de poussée est le facteur clé qui permet à la mitose de se produire.
«Bien que ce processus ait été largement étudié sur des boîtes de Pétri ou des feuilles de plastique, les cellules de nos tissus doivent le faire alors qu’elles sont entourées de cellules et d’un échafaudage environnant appelé matrice extracellulaire», a déclaré M. Chaudhuri. « Dans notre étude récente, nous rapportons comment la cellule mère pousse sur son environnement pendant la division pour faire de la place aux cellules filles ».
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