Structure cellulaire contre l’hypertension
Un modèle informatique inédit simule comment les parois des vaisseaux sanguins réagissent aux forces mécaniques. Cela permet de mieux comprendre de nombreuses maladies.
Les cellules du modèle de paroi des vaisseaux sanguins sont très solidaires. | Image: R. Jakob et al. (2024)
Dans l’organisme, le sang circule à la manière d’un fleuve rugissant et palpite au rythme des battements du coeur. La pression change sans cesse, les vaisseaux se dilatent, le flux frotte contre les parois. Directement exposée à ces contraintes, une couche de cellules endothéliales tapisse la face interne des vaisseaux. C’est le premier rempart entre sang et tissus. Une équipe interdisciplinaire de l’EMPA a développé un modèle informatique qui simule cette couche.
Quand la pression devient trop forte, la barrière peut faiblir et induire par exemple des maladies cardiovasculaires. Mieux on connaîtra le comportement de la couche de cellules et plus on pourra développer des thérapies adéquates.
Pour le modèle, les scientfiques ont combiné des mesures disponibles et des algorithmes pour simuler les réactions de la couche endothéliale aux forces mécaniques. Ils ont reproduit les interactions entre les fibres qui stabilisent l’intérieur des cellules à la manière d’une structure. «Les fibres des cellules forment un réseau lié au tissu situé en dessous », note Alexander Ehret, ingénieur. La précision des prévisions est éprouvée sur la base de données de laboratoire, dans lesquelles des contraintes mécaniques sont exercées sur l’endothélium.
La biologiste Costanza Giampietro y voit un grand potentiel: «Le modèle nous permet de tester des hypothèses et d’analyser les plus prometteuses d’entre elles en laboratoire.» Elle espère notamment que cela fera avancer la recherche sur le cancer, par exemple pour comprendre comment les cellules métastatiques franchissent la barrière des vaisseaux sanguins.
