Endocytose, cytosquelette et migration cellulaire

Equipe Endocytose, cytosquelette et migration cellulaire

Cette équipe est rattachée à l’UMR 1279 - Dynamique des cellules tumorales.

L’objectif de nos recherches est de déterminer comment les propriétés mécaniques de l’environnement tumoral influent sur la migration des cellules métastatiques.

Thèmes de recherche de l’équipe

Nos projets visent à comprendre les fonctions des structures recouvertes de clathrine (SRC) associées aux paramètres physiques changeants de l’environnement tumoral. Les SRC recrutent des récepteurs de surface qu’ils empaquettent dans des vésicules bourgeonnant dans le cytosol. Cette endocytose permet l'absorption de nutriments mais aussi le contrôle des voies de signalisation déclenchées par les récepteurs. En conséquence, la dérégulation de l'endocytose a été liée à de nombreuses situations pathologiques, y compris les cancers.

Le développement de tumeurs s'accompagne de changements dans les caractéristiques mécaniques des tissus. De plus, lorsque les cellules cancéreuses échappent de la tumeur primaire, elles migrent dans un environnement présentant des caractéristiques topologiques 3D uniques. Toutefois, on ne sait pas comment les paramètres physiques du microenvironnement influent sur les SRC et quelles sont les conséquences pour les cellules cancéreuses. Nos travaux publiés et préliminaires indiquent que la rigidité du substrat (qui est accrue dans les tissus tumoraux) et la topologie de l'environnement (lorsqu'il est composé de fibres) peuvent empêcher les SRC de bourgeonner et de réaliser l’endocytose. Cette frustration module les fonctions des SRC qui jouent alors un rôle de plateformes de signalisation ou de structures adhésives et même de repères déposés derrière les cellules en migration qui définissent un chemin pour les cellules suivantes.

Nous étudions comment les SRC frustrées aident les fibroblastes associés au cancer à migrer vers des substrats rigides et comment elles créent des routes pour la migration des cellules cancéreuses. Nous étudions aussi comment la topologie du microenvironnement module la dynamique et les fonctions des SRC dans les cellules cancéreuses en régulant l'ajustement de la tension membranaire et comment cela affecte la migration des cellules cancéreuses dans des environnements complexes.

Publications majeures

• Lock JG, Baschieri F, Jones MC, Humphries JD, Montagnac G, Strömblad S, Humphries MJ. Clathrin-containing adhesion complexes. J Cell Biol. 2019 Jul 1;218(7):2086-2095. doi: 10.1083/jcb.201811160. Epub 2019 Jun 17.
• Baschieri F, Dayot S, Elkhatib N, Ly N, Capmany A, Schauer K, Betz T, Vignjevic DM, Poincloux R, Montagnac G. Frustrated endocytosis controls contractility-independent mechanotransduction at clathrin-coated structures. Nat Commun. 2018 Sep 20;9(1):3825. doi: 10.1038/s41467-018-06367-y.
• Elkhatib N, Montagnac G. Frustrated endocytosis supports 3D cell migration. Med Sci (Paris). 2018 Jun-Jul;34(6-7):522-524. doi: 10.1051/medsci/20183406009. Epub 2018 Jul 31.
• Janke C, Montagnac G. Causes and Consequences of Microtubule Acetylation. Curr Biol. 2017 Dec 4;27(23):R1287-R1292. doi: 10.1016/j.cub.2017.10.044.
• Elkhatib N, Bresteau E, Baschieri F, Rioja AL, van Niel G, Vassilopoulos S, Montagnac G. Tubular clathrin/AP-2 lattices pinch collagen fibers to support 3D cell migration. Science. 2017 Jun 16;356(6343). pii: eaal4713. doi: 10.1126/science.aal4713.
• De Franceschi N, Arjonen A, Elkhatib N, Denessiouk K, Wrobel AG, Wilson TA, Pouwels J, Montagnac G, Owen DJ, Ivaska J. Selective integrin endocytosis is driven by interactions between the integrin α-chain and AP2. Nat Struct Mol Biol. 2017 Feb 6;24(2):194. doi: 10.1038/nsmb0217-194b.
• Ly N, Elkhatib N, Bresteau E, Piétrement O, Khaled M, Magiera MM, Janke C, Le Cam E, Rutenberg AD, Montagnac G. αTAT1 controls longitudinal spreading of acetylation marks from open microtubules extremities. Sci Rep. 2016 Oct 18;6:35624. doi: 10.1038/srep35624.
• Marchesin V, Castro-Castro A, Lodillinsky C, Castagnino A, Cyrta J, Bonsang-Kitzis H, Fuhrmann L, Irondelle M, Infante E, Montagnac G, Reyal F, Vincent-Salomon A, Chavrier P. ARF6-JIP3/4 regulate endosomal tubules for MT1-MMP exocytosis in cancer invasion.J Cell Biol. 2015 Oct 26;211(2):339-58. doi: 10.1083/jcb.201506002.
• Boissan M, Montagnac G, Shen Q, Griparic L, Guitton J, Romao M, Sauvonnet N, Lagache T, Lascu I, Raposo G, Desbourdes C, Schlattner U, Lacombe ML, Polo S, van der Bliek AM, Roux A, Chavrier P. Membrane trafficking. Nucleoside diphosphate kinases fuel dynamin superfamily proteins with GTP for membrane remodeling. Science. 2014 Jun 27;344(6191):1510-5. doi: 10.1126/science.1253768.
• Montagnac G, Meas-Yedid V, Irondelle M, Castro-Castro A, Franco M, Shida T, Nachury MV, Benmerah A, Olivo-Marin JC, Chavrier P. αTAT1 catalyses microtubule acetylation at clathrin-coated pits. Nature. 2013 Oct 24;502(7472):567-70. doi: 10.1038/nature12571. Epub 2013 Oct 6

• Guillaume Montagnac, Chercheur Inserm (DR2)
• Nadia Elkhatib, Chercheuse Inserm (CRCN)
• Francesco Baschieri, post-doctorant
• Kseniia Porshneva, post-doctorant
• Enzo Bresteau, post-doctorant
• Nathalie Ly, Ingenieur
• Julie Bruna-Gauchoux, étudiante en thèse
• Samuel Tettarasar, étudiant en thèse