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Migration et invasion cellulaire
UMR144 – Compartimentation et dynamique cellulaire
Danijela Matic Vignjevic
Chef d'équipe
[email protected]
Tél : 01 56 24 63 66
Grâce à l’action conjuguée d’une intense division
cellulaire au niveau des cryptes, de la migration des
cellules vers les villosités et de la mort de ces cellules à
l’apex des villosités, l’intégralité de l’épithélium
intestinal est renouvelée en une semaine.
Le découplage de la prolifération cellulaire d’avec la migration ou l’apoptose conduit à la
formation de tumeurs. Dans les stages avancés de la progression tumorale, les cellules
cancéreuses empruntent d’autres voies de migration : après dissolution de la membrane basale,
elles migrent au travers du stroma jusqu’à atteindre le système circulatoire à partir duquel elles
disséminent. Nous proposons une approche multidisciplinaire et innovante, à l’interface entre
biologie cellulaire, cancérologie et physique, tirant partit d’avancées récentes en optique, et
dont l’objectif est de caractériser les mécanismes fondamentaux de la migration cellulaire au
cours de l’homéostasie de l’épithélium intestinal et de l’invasion par tumorale.
Nos directions de recherches actuelles et futures
Tout d’abord, nous allons étudier les mécanismes de la migration cellulaire normale dans
l’homéostasie intestinale. En utilisant des biopsies intestinales cultivées ex-vivo et la
microscopie bi-photonique, nous déterminerons si les cellules intestinales migrent de façon
active grâces à des protrusions membranaires de types filopodes et lamellipodes, ou si elles sont
passivement « poussées » sous la pression des divisions cellulaires.
Ensuite, nous déterminerons le rôle des filopodes dans la migration invasive des cellules
cancéreuses. En utilisant des modèles de souris knock-out ou transgéniques, nous
déterminerons si la fascin, le constituant majeur des filopodes, est requis pour l’invasion et la
formation des métastases par les cellules de cancers du colon. L’utilisation de modèles de
culture in vitro tridimensionnelles (3D), nous permettra de déterminer si les filopodes constituent
des structures capables d’orienter la migration vers une source de facteurs de croissance.
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Figure 1. Actin cytoskeleton in cell invasion.:
A) Colon cancer cells (green) invading native BM (red): invadopodia form (top),
elongate (middle) and cell protrude (bottom). Image: M. Schoumacher. B)
Electron micrograph of invadopodia: actin (yellow), microtubules (red) and
intermediate filaments (blue). Image: D. Vignjevic. C) Fascin expression (brown)
in normal human colon tissue and adenocarcinoma. Image: D. Vignjevic.
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Figure 2. Actin cytoskeleton in cell migration.:
A) Cancer cells (green) invade extracellular matrix (pink) in the living mouse
observed by two-photon microscopy. Image: S. Geraldo. B) Focal adhesions
(green) in cancer cells migrating in vitro in 2D and 3D collagen I matrices (pink)
or in vivo. Image: S. Geraldo and A. Simon.
Enfin, nous examinerons, comment le microenvironnement de la tumeur facilite la migration des
cellules cancéreuses. Nous déterminerons si les fibroblastes associés aux carcinomes isolés à
partir de cancers du colon humains ou murins sont capables d’induire l’invasion et la migration
de cellules cancéreuses dans des essais de co-culture in vitro en 3D ainsi que dans l’animal
vivant. Nous analyserons la migration invasive des cellules cancéreuses ainsi que leur
interaction avec le microenvironnement in vivo au niveau de la cellule unique.
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Figure 3. Cooperation of CAFs and cancer cells in invasion.:
A) Cancer cells and CAFs (red and blue) separated by native BM (green). Image:
A. Glentis and V. Gurchenkov. B) Multicellular cancer spheroids (actin in blue).
Image: V. Gurchenkov and K. Alessandri. C) Multicellular cancer spheroids (red)
embeaded in collagen I containing CAFs (yellow). Image: A. Glentis.
Publications clés
Année de publication : 2014
Marie Schoumacher, Fatima El-Marjou, Marick Laé, Nadège Kambou, Daniel Louvard, Sylvie
Robine, Danijela Matic Vignjevic (2014 May 13)
Conditional expression of fascin increases tumor progression in a mouse model
of intestinal cancer.
European journal of cell biology : 388-95 : DOI : 10.1016/j.ejcb.2014.08.002
Nadia Elkhatib, Matthew B Neu, Carla Zensen, Kurt M Schmoller, Daniel Louvard, Andreas R
Bausch, Timo Betz, Danijela Matic Vignjevic (2014 Apr 9)
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Fascin plays a role in stress fiber organization and focal adhesion disassembly.
Current biology : CB : 1492-9 : DOI : 10.1016/j.cub.2014.05.023
Année de publication : 2012
Sara Geraldo, Anthony Simon, Nadia Elkhatib, Daniel Louvard, Luc Fetler, Danijela M Vignjevic
(2012 Mar 9)
Do cancer cells have distinct adhesions in 3D collagen matrices and in vivo?
European journal of cell biology : 930-7 : DOI : 10.1016/j.ejcb.2012.07.005
Année de publication : 2011
Fabien Montel, Morgan Delarue, Jens Elgeti, Laurent Malaquin, Markus Basan, Thomas Risler,
Bernard Cabane, Danijela Vignjevic, Jacques Prost, Giovanni Cappello, Jean-François Joanny
(2011 Mar 3)
Stress clamp experiments on multicellular tumor spheroids.
Physical review letters : 188102
Année de publication : 2010
Marie Schoumacher, Robert D Goldman, Daniel Louvard, Danijela M Vignjevic (2010 Apr 26)
Actin, microtubules, and vimentin intermediate filaments cooperate for
elongation of invadopodia.
The Journal of cell biology : 541-56 : DOI : 10.1083/jcb.200909113
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