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Nettoyer après soi apporte des avantages


Lorsque différents types de cellules s’affrontent dans un espace confiné, celles qui éliminent les débris additionally rapidement ont de meilleures odds de dominer leur environnement. Des chercheurs de l’Institut Max Planck pour la dynamique et l’auto-organisation (MPI-DS) ont montré dans leur modèle que non seulement un taux de prolifération internet additionally élevé, mais aussi l’élimination rapide des cellules mortes, offrent un avantage concurrentiel. Ils ont mélangé deux populations de cellules ne différant que par le taux d’élimination des débris et ont montré que déjà après quelques générations, la population avec le taux d’élimination le additionally élevé begin à dominer l’espace confiné.

Les organismes et tissus biologiques présentent un renouvellement continuous du matériel cellulaire par exemple, pour maintenir l’intégrité des tissus, en cas de croissance tumorale ou pour la survie des communautés bactériennes. Intuitivement, les varieties de cellules capables de proliférer le plus rapidement ou de mourir moins fréquemment dans un environnement donné domineront l’espace confiné d’un organisme ou d’un compartiment. “Cependant, ces facteurs traditionnels ne restent pas les seuls à déterminer l’aptitude à la compétition, compte tenu également des débris laissés par les cellules mourantes”, explique Ramin Golestanian, directeur général du MPI-DS. Dans leur étude, les chercheurs du département de physique de la matière vivante ont montré que les varieties de cellules éliminés furthermore rapidement après la mort ont un avantage qui peut en faire l’espèce dominante.

Les scientifiques ont créé un modèle pour simuler la croissance de cellules remplissant un espace limité jusqu’à ce que la pression mécanique s’accumule et qu’elles atteignent un état dans lequel la division et la mort cellulaire s’équilibrent. “Nous voulions savoir quel effet la matière morte a sur la croissance d’un système vivant. Pour cela, nous avons conçu un modèle basic qui est l’un des premiers à considérer explicitement les effets mécaniques des cellules mortes”, a déclaré Yoav Pollack, premier auteur de l’étude, décrit l’approche. “Nous avons ensuite analysé deux varieties de cellules différant exclusivement par le taux d’élimination de la matière morte et suivi la proportion des deux populations au fil du temps. À notre grande joie, nous avons observé un impact clair sur la forme physique globale, conduisant à un avantage pour le variety de cellule dont les cellules sont éliminées moreover rapidement », explique-t-il.

Faire de la location pour de nouvelles cellules

À première vue, l’élimination de la matière morte peut sembler déconnectée de la formation de nouvelles cellules – voire contre-successful automobile elle ouvre l’espace pour que d’autres espèces puissent l’envahir. Mais le modèle montre qu’en éliminant les débris plus rapidement, la quantité de cellules vivantes par rapport aux cellules mortes augmente. Dans l’ensemble, cela se traduit par une croissance plus réactive lorsqu’une espèce se voit présenter des opportunités d’expansion. Bien que cela ait peu de conséquence dans une populace cellulaire homogène du même type, cela fait une différence à l’interface où différents styles de cellules se disputent l’espace. La inhabitants avec le taux d’élimination le plus élevé est as well as inclined d’avoir une cellule vivante à proximité disponible pour remplir l’espace libéré par la prolifération. De cette façon, la proportion as well as élevée de cellules vivantes donne un avantage concurrentiel.

“En termes simplifiés, on pourrait dire qu’il est furthermore avantageux de vider et d’occuper un nouvel espace que de conserver un espace déjà occupé”, commente le responsable du groupe Philip Bittihn. “Dans certains cas, cette nouvelle contribution à la concurrence pourrait également expliquer pourquoi les tissus et organismes biologiques ont évolué pour utiliser des mécanismes spécifiques d’élimination des cellules  ceux qui sont moreover efficaces par rapport aux alternatives”, conclut-il.

Comme cet effet a maintenant été décrit pour la première fois, il ouvre plusieurs nouvelles pistes d’investigation, telles que l’analyse de la mesure dans laquelle il contribue à la forme physique globale par rapport à d’autres facteurs de forme physique. Pourtant, le modèle démontre que nettoyer après soi est effectivement payant pour les cellules.