Vous êtes couverts de tubules

Nous voyons ici un embryon de Drosophila melanogaster, la vedette des laboratoires!, mieux connue sous le nom de « mouche à fruit ». Au stade larvaire, l’oxygène est distribué vers les tissus internes par la trachée, un réseau ramifié de tubules.

L’histoire

Les surfaces de notre corps sont composées de tissus épithéliaux. Sur notre peau ou sur la surface interne de notre estomac, ils délimitent les frontières entre l’environnement externe et interne. Qu'il soit question de l'organisme ou de l'organe, chaque fois qu’il y a un dedans et un dehors...

Ces tissus ajustent la composition biochimique des compartiments du corps pour, par exemple, transférer les nutriments hors de l'intestin par l’épithélium intestinal, ou encore pour diriger la sécrétion du lait par les cellules épithéliales des acini mammaires. 

Certains tissus épithéliaux comportent des tubules. Ce sont les réseaux que vous voyez sur ces photos. Ces tubules constituent l’unité fonctionnelle de base de beaucoup d’organes, y compris les reins et les poumons. Ils filtrent certains éléments ou transportent des fluides ou des gaz pour subvenir aux besoins de l’organisme.

Les mécanismes sous-jacents à la morphogenèse de ces tubules demeurent méconnus, et ce sont eux que notre recherche vise à décrire. Par exemple, la régulation de la taille de la lumière (diamètrre) des tubules est peu caractérisée, mais on sait qu’elle revêt une importance capitale pour définir les paramètres physiologiques de ces réseaux. La pression des liquides ou des gaz à l’intérieur des tubules est directement dépendante du diamètre des tubules. Ceci est également vrai dans le système vasculaire, qui est composé de cellules endothéliales (apparentées aux cellules épithéliales). La définition des mécanismes régissant la dimension des tubules permettra une meilleure compréhension de différentes pathologies, dont certains troubles vasculaires et la maladie polykystique rénale. 

L’image

Nous voyons ici un embryon de Drosophila melanogaster, la vedette des laboratoires!, mieux connue sous le nom de « mouche à fruit ». Au stade larvaire, l’oxygène est distribué vers les tissus internes par la trachée, un réseau ramifié de tubules. L’image principale montre (en jaune) la trachée dans un embryon de mouche sur le point d’éclore. Le reste de la larve, en développement, est détecté par la coloration du noyau des cellules (points gris). Le panneau en bas à gauche présente une section du tronc dorsal (ramification principale) d’une trachée normale, tandis que celui de droite montre un tronc dorsal anormalement long et en forme de tire-bouchon. Ce dernier est issu d’une expérience visant à vérifier le rôle d’une protéine nommée Yurt dans la régulation de la dimension des tubules épithéliaux.

La technique

Les tubules sont mis en lumière par immunofluorescence. Un anticorps reconnaissant et liant une protéine à l’intérieur des tubules est indirectement couplé à un fluorophore (molécule émettant de la lumière à une longueur d’onde précise). Les noyaux sont détectés à l’aide d’un colorant fluorescent liant l’ADN. Les images sont ensuite acquises à l’aide d’un microscope confocal couplé à une caméra numérique.

L’usage

La mouche à fruit constitue un modèle idéal pour étudier la formation des tubules in vivo. En effet, cet organisme est aisément manipulable génétiquement. Il est donc facile d’oberver l’effet d’une mutation quant à la formation, à la taille et à l’intégrité des tubules. Ce modèle nous a entre autres permis de déterminer que la régulation de la taille de la surface des cellules par un réseau protéique complexe spécifie les dimensions des tubules épithéliaux. Puisque ces protéines, chez l’humain, sont conservées, il est possible d’envisager de moduler leur activité pour rétablir la taille normale des tubules en conditions pathologiques.