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Theses Year : 2020

Study of cellular mechanisms allowing dendritic cell migration in restricted spaces

Étude des mécanismes cellulaires permettant la migration des cellules dendritiques dans des espaces restreints

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Abstract

Upon infection, mature dendritic cells (mDCs) migrate from peripheral tissue to lymph nodes and initiate the adaptive immune response. This fast and tightly regulated process imposes a series of physical constraints and is tuned by different microenvironmental factors, such as the physical properties of the tissue. Mechanistically, mDCs migration relies on actomyosin flow and contractility, which are dependent on non‐muscular Myosin IIA activity. However, the specific mechanoresponse that allows mDCs to adapt their migration machinery to irregular 3D landscapes has not been fully characterized. In this work, we combined a series of approaches, from micro‐fabricated devices to ex vivo skin models, to dissect the cytoskeleton rearrangements used by mDCs to overcome the physical barriers imposed by the tissue. We have shown mDCs are able to maintain a constant speed while migrating at different levels of confinement. This reveals the extreme capacity of mDCs to adapt their migration machinery in response to changes in the geometry of their microenvironment. At the cellular level, confinement in microchannels induces a fast and specific actomyosin remodelling in mDCs. This reveals a complete actomyosin rearrangement triggered by confinement, which is essential for mDCs migratory plasticity that allows these cells to move in intricate 3D geometries. The full understanding of how mDCs and other leukocytes adapt their motility to specific tissue structures will provide better knowledge on how cell migration is controlled in confined spaces and new insight to finely tune their migration to promote or prevent immune responses.
En cas d'infection, les cellules dendritiques matures (CDm) migrent des tissus périphériques vers les ganglions lymphatiques où ils déclenchent la réponse immunitaire adaptative. Ce déplacement impose une série de contraintes physiques sur les CDm. Au niveau cellulaire, la migration des CDm repose sur la contractilité du cytosquelette d’actine et de myosine. Toutefois, la réponse mécanique spécifique qui permet aux CDm d'adapter leur mode de migration aux contraintes physiques n'a pas été entièrement caractérisée. Dans ce travail, nous avons combiné une série d'approches, des outils microfluidiques aux modèles ex vivo, pour disséquer les réarrangements du cytosquelette nécessaires à l’adaptation du mode de migration des cellules dendritiques aux propriétés physiques de leur microenvironnement. Nous avons montré que les CDm sont capables de maintenir une vitesse constante tout en migrant à différents niveaux de confinement. Cela révèle la capacité des CDm à adapter leur mode de migration en réponse aux changements dans la géométrie de leur microenvironnement. Au niveau cellulaire, le confinement dans les microcanaux induit un remodelage rapide et spécifique du cytosquelette d’actine et de myosine. Il est essentiel à la plasticité migratoire des CDm et optimise le déplacement de ces cellules dans des environnements 3D complexes. Ces travaux conduisent à une meilleure compréhension des mécanismes permettant aux CDm d’adapter leur motilité face à des structures tissulaires spécifiques. Ils permettront de mieux appréhender le contrôle de la migration des leucocytes dans des espaces confinés et pouvoir ainsi la moduler avec précision afin de favoriser ou de prévenir les réponses immunitaire.
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tel-03079113 , version 1 (17-12-2020)

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  • HAL Id : tel-03079113 , version 1

Cite

Lucie Barbier. Study of cellular mechanisms allowing dendritic cell migration in restricted spaces. Subcellular Processes [q-bio.SC]. Université Paris-Saclay, 2020. English. ⟨NNT : 2020UPASL028⟩. ⟨tel-03079113⟩
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