Des états cellulaires distincts déterminent la réponse du signalement calcique

L'hétérogénéité de la réponse des cellules mammifères au signalement est en grande partie le résultat d'une variabilité cellulaire préexistante. Il est inconnu si la variabilité intercellulaire provient de fluctuations stochastiques biochimiques ou d'états cellulaires distincts. Ici, nous utilisons la réponse calcique à l'adénosine trisphosphate comme modèle pour étudier la structure de l'hétérogénéité au sein d'une population de cellules et analyser si des états de réponse cellulaire distincts coexistent. Nous utilisons une définition fonctionnelle de l'état cellulaire qui est basée sur un modèle dynamique mécaniste de signalement calcique. En utilisant l'inférence de paramètres bayésienne, nous obtenons des distributions de valeurs de paramètres de haute confiance pour plusieurs centaines de cellules, chacune ajustée individuellement. Le regroupement des distributions de paramètres inférées a révélé trois états cellulaires distincts majeurs au sein de la population. L'existence d'états cellulaires distincts soulève la possibilité que la variabilité observée dans la réponse soit le résultat d'une hétérogénéité structurée entre les cellules. La distribution de paramètres inférée prédit, et les expériences confirment que la variabilité dans la réponse IP3R explique la majorité de l'hétérogénéité calcique. Notre travail montre comment les modèles mécanistes et l'ajustement de paramètres à l'échelle des cellules uniques peuvent révéler une structure de population cachée et démontrer la nécessité de l'inférence de paramètres au niveau de la cellule unique.