Les émulsions biomimétiques révèlent l'effet des forces mécaniques sur l'adhésion cellule-cellule

Les contacts cellule-cellule dans les tissus sont continuellement soumis à des forces mécaniques en raison de la pression homéostatique et de la dynamique active du cytosquelette. Dans le processus d'adhésion cellulaire, les voies moléculaires sont bien caractérisées, mais le rôle de la mécanique est moins bien compris. Pour isoler le rôle de la pression, nous présentons un emballage dense de gouttelettes d'émulsion fonctionnalisées dans lesquelles les interactions de surface sont ajustées pour imiter celles des cellules réelles. En visualisant la microstructure en 3D, nous constatons qu'une force de compression seuil est nécessaire pour surmonter la répulsion électrostatique et l'élasticité de surface et établir une adhésion médiée par des protéines. La variation du potentiel d'interaction des gouttelettes trace un diagramme de phase pour l'adhésion en fonction de la force et de la concentration en sel. Remarkablement, l'ajustement des données avec notre modèle théorique prédit des concentrations de liant dans les zones d'adhésion similaires à celles trouvées dans de vraies cellules. De plus, nous quantifions la dépendance de la surface d'adhésion à la force appliquée et révélons ainsi un renforcement de l'adhésion avec une pression externe croissante, même en l'absence de processus cellulaires actifs. Cette approche biomimétique révèle une origine physique de l'adhésion sensible à la pression et de sa force à travers les jonctions cellule-cellule.