Le sang: le moteur du développement
Dans un embryon en développement, on sait que les cellules se divisent, migrent et se différencient en réponse aux signaux environnementaux. Les scientifiques ne savent cependant pas comment les systèmes biologiques captent leur environnement et comment l'information de position est associée aux contraintes géométriques. Le premier organe fonctionnel d'un embryon est le cœur, ce qui souligne bien l'importance du système cardiovasculaire et du flux sanguin dans la croissance embryonnaire. L'objectif du projet FLOWBUILT («Biological flows and embryonic development»), financé par l'UE, consistait justement à définir le rôle précoce du flux sanguin pendant le développement et d'identifier les voies moléculaires qu'il active. Les chercheurs se sont principalement intéressés à la formation des vaisseaux pendant l'embryogénèse. Pour atteindre cet objectif, ils ont choisi le poisson zèbre comme organisme modèle en raison de sa transparence optique et sa facilité de transformation génétique. Par ailleurs, les embryons de poisson zèbre n'ont pas besoin de la fonction cardiaque au cours des cinq premiers jours de leur développement, ce qui en fait d'excellents modèles pour répondre aux questions concernant le rôle des forces d'écoulement pendant l'angiogenèse. En combinant les nouvelles méthodes d'imagerie et la modélisation du flux sanguin, les chercheurs ont réussi à caractériser la biomécanique des vaisseaux sanguins pendant leur formation. Les modèles de l'ensemble du réseau vasculaire du poisson zèbre montrent que le stress des vaisseaux nouvellement formés est fortement influencé par les globules rouges circulant dans le sang. Au niveau moléculaire, les chercheurs ont observé que le flux sanguin influençait la maturation de l'endothélium. En étudiant des poissons zèbres dont les valves cardiaques étaient modifiées par mutation, le consortium a réussi à décrypter l'impact du flux sanguin sur certains réarrangements cellulaires ayant lieu pendant la genèse de ces valves. Les chercheurs ont consacré un effort considérable à l'identification des mécanismes gouvernant la détection du flux sanguin dans l'endothélium en développement. Ils ont découvert que certaines protrusions cellulaires appelées cils émergent des cellules endothéliales pendant l'angiogenèse et sont utilisées par la cellule pour capter les forces de flux. Cette découverte a permis de comprendre le rôle du flux sanguin sur le développement du cœur en situation pathologique ou normale. Au total, les travaux de ce projet nous apportent des informations essentielles sur certains mécanismes clés qui gouvernent le développement de l'embryon. Les données ainsi générées soulignent le rôle fondamental du flux sanguin dans la formation des vaisseaux sanguins et la croissance du cœur, elles pourront être utilisées pour mieux comprendre certaines cardiomyopathies congénitales.
Mots‑clés
Poisson zèbre, flux sanguin, développement de l'embryon, cœur, flux biologique
