Motilité cellulaire
vue d'ensemble

Vue d'ensemble

1. La motilité est la capacité physiologique à produire des mouvements, ce qui implique l’existence de structures motrices qui consomment de l'énergie.

La motilité peut aussi désigner la capacité à déplacer les aliments dans le tractus digestif, le péristaltisme (motilité intestinale…).

La mobilité est l'aptitude à se déplacer ou être déplacé d’un point à un autre, ce qui correspond à un mouvement actif ou passif, donc).

Chez les animaux, le contraire de la mobilité est la sessilité.

2. Dans les cellules eucaryotes, cette motilité dépend du cytosquelette :

• les microfilaments d'actine, le plus souvent associés à la myosine, qui permettent ces mouvements,
• les microtubules ont un rôle essentiel dans les cils et les flagelles, la division cellulaire ou les transports intracellulaires (motilité cellulaire et microtubules).
• les filaments intermédiaires concourent largement au maintien de la forme cellulaire.

Si la cellule comptait uniquement sur le mouvement brownien pour se déplacer, elle ne parcourerait qu'un mm en 10 jours !

Types de mouvements

Plusieurs sortes de mouvements cellulaires sont possibles.

Mouvements de l'intégralité de la cellule

La cellule peut se déplacer en entier, ce qui peut être le cas des cellules de protozoaires ou d'organismes multicellulaires.

Les déplacements dépendent de la nature du substrat selon qu'il soit liquide ou solide.

Mouvements dans un milieu aqueux : mouvements vibratoires

Les mouvements vibratoires sont dus à des cils et des flagelles que possèdent les protozoaires ciliés, les flagellés, mais aussi les spermatozoïdes.

L'élément primordial est la viscosité du milieu aqueux dans lequel ils se déplacent.

• Le flagelle des procaryotes est comparable à l'hélice d'un bateau (rotor et stator), chez Escherichia Coli, le flagelle tourne à 200 tours/s ( flagelle des spermatozoïdes).
• Les cils des eucaryotes, bien plus longs que les flagelles, ont une structure à base de microtubules.

Mouvements sur une surface

Les autres mouvements sont des mouvements qui s'effectuent sur une surface, et non dans l'eau.

Mouvements amiboïdes

Les mouvement amiboïdes sont le fait de cellules qui se déplacent dans la matrice extracellulaire (MEC) sans la modifier, mais en changeant leur forme.

1. Ces cellules, en général arrondies ou peu allongées, possèdent peu d'adhérences focales et de fibres de stress (Plasticity of cell migration: a multiscale tuning model 2010).

C'est le cas des lymphocytes T, des cellules dendritiques, i.e. cellules sentinelles, de certaines cellules tumorales.

2. Ces cellules se déplacent :

• par la formation de blebs, non adhérents au substrat, qui propulsent la cellule au lieu de la tirer (Cell motility through plasma membrane blebbing 2008),
• par la formation de filopodes pour des cellules un peu plus allongées.

Un cas particulier est celui des cellules dendtritiques forment des dendrites riches en actine (Rapid leukocyte migration by integrin- independent flowing and squeezing 2008).

Mouvements mésenchymateux

Les mouvements mésenchymateux, représentatifs des cellules qui sont riches en intégrines, dépendent de fortes adhésions au substrat : elles détruisent en partie la matrice extracellulaire (MEC) par les sécrétion de protéases.

C'est le cas des fibroblates, des cellules endothéliales et d'une grande partie des cellules tumorales.

1. Ces migrations peuvent être le fait d'une cellule comme le fibroblaste par exemple, ou alors de plusieurs de manière coordonnée et on parle alors :

• de migration en chaîne (chain migration ou cell streaming), le long d'une route commune (In vivo evidence for short- and long-range cell communication in cranial neural crest cells 2004)
• de migration collective sous forme de tubes, de feuillets… (Multiple rows of cells behind an epithelial wound edge extend cryptic lamellipodia to collectively drive cell-sheet movement 2004)

2. Ce sont les filaments d’actine et les myosines qui sont alors à la manoeuvre et qui déforment la cellule.

Mouvement d'une partie de la cellule

Le mouvement n'engage qu'une partie de la cellule, i.e. mouvements intracellulaires des organismes unicellulaires fixes et multicellulaires.

1. Les mouvements intracellulaires provoquent un déplacement des particules, de granules ou de vésicules, voire d'organites entiers grâce :

a. au réseau d'actine :

• lié à sa polymérisation et sa dépolymérisation grâce aux ABP - Actin Binding Protein -),
• lié aux myosines, i.e. mouvements contractiles, contraction musculaire…,

b. aux microtubules grâce aux protéines motrices que sont la dynéine et la kinésine

2. Les mouvements pulsatiles sont l'apanage de certains organites, comme certaines vacuoles des protozoaires, qui se contractent et se dilatent de façon rythmique pour projeter du liquide hors de l'organisme.

Induction des mouvements

Les mouvements peuvent être induits par des facteurs chimiques et physiques dans le microenvironnement :

• gradient chimique (voir chimiotactisme)
• gradient de température (voir thermotaxie)
• gradient de lumière (voir phototaxie)
• ligne de champ magnétique (voir magnétotaxie)
• champ électrique (voir galvanotaxie)
• direction de la force gravitationnelle (voir gravitaxie)
• gradient de rigidité (voir durotaxie)
• gradient de sites d'adhésion cellulaire (voir haptotaxie)
• autres cellules ou biopolymères

Migration cellulaire