Art et science : voyage dans l'espace cellulaire du pancréas

Mini expo : Une série de galeries artistiques, esthétiques, patrimoniales et scientifiques pour découvrir le monde autrement. Les scientifiques se transforment en chargé·es d’expositions et partagent en images les coulisses de la recherche.

Une expérience scientifique et artistique

Comment faire dialoguer la science et l’art ? Comment rendre compte, de manière visuelle et artistique, de l’activité d’un laboratoire à un public qui n’y est pas familiarisé ?

C’est pour répondre à ces questions qu’une expérience originale a été mise en place au sein de l’équipe SigDYN (Signalisation cellulaire intégrée et isoformes des protéines PI3K) dirigée par la chercheuse Dr. Julie Guillermet-Guibert. Situé au sein du Centre de recherches en cancérologie de Toulouse (CRCT), ce laboratoire a ouvert ses portes à Yohan Colombié-Vivès, auteur, illustrateur et dessinateur. « Nous avons choisi de collaborer avec un illustrateur, Yohan, car il nous paraissait intéressant de savoir comment un artiste allait percevoir notre travail, explique Julie Guillermet-Guibert. Le cahier des charges était très clair. Nous devions l’accueillir, lui expliquer notre démarche, lui partager nos activités de recherche, planifier ses visites… et le laisser évoluer librement. » 

Cellule : Unité de base de la vie qui constitue tout organisme et qui est composé de plusieurs milliards de cellules de différents types, qui, pour la plupart, se multiplient, se renouvellent, et meurent. Des cellules identiques assemblées entre elles forment un tissu. Visibles au microscope, les cellules sont composées généralement d’un noyau qui contient l’ADN et d’un cytoplasme limité par une membrane. Une cellule devient cancéreuse lorsqu’elle se modifie et se multiplie de façon incontrôlée (Métacellulaire (2024) / Yohan Colombié-Vivès).

Le pancréas, agent double : une enquête au laboratoire

Le laboratoire s’intéresse au fonctionnement du pancréas, une glande qui sécrète des hormones et des enzymes fabriquées par les cellules pancréatiques. Par exemple, l’insuline est une hormone bien connue et importante pour la régulation du taux de sucre dans le sang (la glycémie). 

Indispensable au bon fonctionnement de l’organisme, parfois il déraille… Certains dysfonctionnements peuvent entraîner des maladies, telles qu’une pancréatite (une inflammation) ou un cancer.

« Le pancréas a une double fonction, explique Julie Guillermet-Guibert. D’un côté, il régule la glycémie, de l’autre, il contrôle la digestion. C’est pour cette raison que l’on parle de glande ‟amphicrine” » - un mot qui provient du grec « amphi » signifiant « double », et de « krinô », « sécréter ».

Le contrôle de la digestion est lié à la sécrétion d’enzymes pancréatiques digestives (les enzymes catalysent de nombreuses réactions biologiques - ici lors de la digestion). « C’est sur ces cellules, appelées ‟cellules acineuses”, que se porte notre intérêt. Ce sont elles qui deviennent le plus souvent cancéreuses » poursuit la chercheuse.

Les cellules pancréatiques, entre régénération et plasticité  

L’incidence du cancer du pancréas augmente de manière inquiétante depuis quelques années, à tel point qu’il pourrait devenir la deuxième cause de décès par cancer en 2030. « Ces cancers sont souvent résistants aux traitements par chimiothérapie. Par ailleurs, face à un patient souffrant de pancréatite, le médecin traite la douleur, mais pas la cause de la maladie. Or, on sait que cette inflammation laisse des traces. Même si le pancréas se reconstitue en quelques jours grâce à son extraordinaire capacité de régénération, ces traces persistent et favorisent la cancérisation des cellules acineuses » indique Julie Guillermet-Guibert.

Quand le tissu pancréatique est « stressé », en raison d’une inflammation et de la mutation de certains gènes (via la modification rare, accidentelle ou provoquée de l’information génétique), la plasticité des cellules pancréatiques (capacité des cellules à changer d’identité et de fonction) a tendance à s’emballer. Ceci entraîne un véritable remaniement du tissu pancréatique associé à l’apparition de lésions précancéreuses et à une multiplication incontrôlée des cellules.

Certaines cellules acineuses disparaissent, laissant la place à des cellules immunitaires ou encore des fibroblastes (cellules de tissu conjonctif - tissu solide qui protège les tissus et organes qu’il entoure, comme la peau, les tendons et le cartilage). L’espace entre les cellules du pancréas s’élargit et se remplit de matrice (un composant non-cellulaire qui rigidifie les tissus). D’autres cellules acineuses vont changer d’identité. Elles deviennent similaires aux cellules stockant les graisses ou lipides (les adipocytes) et forment des inclusions lipidiques dans le tissu pancréatique. Le pancréas devient gras. D’autres encore passent de cellules acineuses (qui sécrètent les enzymes digestives) à des cellules canalaires (qui constituent les canaux par lesquels se déversent les enzymes), et parfois même – puisque ce phénomène est réversible – reprennent leur identité précédente en redevenant acineuses.

Dans le tissu normal, les cellules roses observées sont les cellules acineuses qui sont majoritaires. Certaines restent présentes (rose foncé) dans le tissu précancéreux (à droite) ; le reste du tissu comprend (au milieu de l’image de droite) des fibroblastes, de la matrice et des cellules immunitaires.

Voyage au cœur de l’espace cellulaire

Toutes ces transformations constituent un terrain favorable à différentes maladies, comme la pancréatite ou « l’adénocarcinome pancréatique canalaire », le cancer du pancréas le plus fréquent (95 % des cancers de cet organe - glande). Ces modifications sont minuscules, elles ne peuvent être détectées que si on regarde le pancréas de très près. 

L’observation au microscope optique (le même que celui que vous utilisiez au collège) de coupes de pancréas prélevées chez des personnes malades ou sur des animaux (rats, souris) permet d’identifier les inclusions lipidiques formées par les cellules acineuses transformées en cellules graisseuses. On y retrouve aussi les cellules acineuses précancéreuses ayant changé d’apparence et d’organisation, ainsi qu’une matrice envahissant tout l’espace intercellulaire.

Les zones de pancréas sont remplacées par des lipides (en blanc en bas à gauche et à droite), le pancréas devient gras. Le rôle de l’accumulation de gras dans le pancréas sur la cancérogenèse pancréatique est inconnu à ce jour.

L’observation au microscope électronique à transmission (un microscope un peu plus technique que celui que vous utilisiez au collège) permet d’aller plus loin et d’observer les changements de la structure intime des cellules acineuses. Le compartiment de la cellule où se déroule la fabrication des enzymes digestives (le réticulum endoplasmique) prend alors des formes différentes.

Dans la cellule « normale » (à droite), le réticulum endoplasmique (des feuillets entassés dans le cytoplasme - partie de la cellule qui entoure le noyau) est serré, il est difficile de distinguer l'espace entre les feuillets. Dans la cellule « stressée » (à gauche), le réticulum endoplasmique est distendu, visible par l’espace blanc. La synthèse des enzymes est altérée.

Des dynamiques cellulaires inspirantes 

Ces images de microscopie ont inspiré Yohan Colombié-Vives. « Julie m’a montré des coupes de pancréas observées au microscope et m’a expliqué la différence entre cellules saines et cellules malades. J’ai trouvé ces images particulièrement esthétiques, raconte l’artiste. J’ai également compris ce qu’était la division cellulaire, les cellules qui forment un tout, un corps. J’ai noté des mots, des réflexions. Les cellules cancéreuses se multiplient à l’infini sans pouvoir s’arrêter, et peuvent se métamorphoser. J’ai utilisé tous ces éléments pour construire mon récit. »

Intitulé Métacellulaire, ce récit teinté d’onirisme retrace sous la forme d’une bande dessinée le parcours d’une femme scientifique cherchant un moyen de « libérer » une supercellule qu’elle a prélevée sur elle-même. « Cette chercheuse part en quête d’un laboratoire et d’un équipement qui lui permettront de faire naître une entité de la même espèce qu’elle. Son but est de libérer et guérir ces cellules qui constituent son enfant séquestré et retenu de force » poursuit le dessinateur.

La cellule comme fil rouge

La cellule en tant qu’entité plastique, dynamique, capable de se multiplier et de se métamorphoser est omniprésente dans le travail du dessinateur. On la retrouve même dans le personnage de la scientifique ! Celle-ci est capable de prendre une autre forme, celle d’un chercheur homme, et de traverser miraculeusement les frontières du laboratoire. Comme une cellule acineuse qui changerait d’identité et qui, en se cancérisant, franchirait les limites du pancréas pour essaimer dans un autre organe. 

Qu’ont pensé les chercheuses et chercheurs de ce travail ? « Le résultat est magique. Le fait de retrouver des choses que nous lui avions montré, mais pas forcément de la manière dont on l’imaginait, c’est fascinant ! » s’exclame Julie Guillermet-Guibert. Benoît Thibault, chercheur impliqué dans le projet, était « curieux de savoir quelle compréhension, quelle perception ont les personnes extérieures à notre labo de nos recherches. Grâce à Yohan, on a eu un retour à la fois intéressant et surprenant ».

« Pour moi, il y a une grande similitude entre la démarche du chercheur en science et celle de l’artiste. On cherche, on est en quête d’une certaine vérité, puis on restitue sous forme de représentation graphique » confie Yohan Colombié-Vivès. 

Derrière ce contenu, on retrouve :

Dr. Julie Guillermet-Guibert, chercheuse à l’Inserm, au sein du Centre de recherches en cancérologie de Toulouse - CRCT (Inserm, CNRS, Université de Toulouse). Elle est responsable de l’équipe de recherche SigDYN (Signalisation cellulaire intégrée et isoformes de PI3K). 

Dr. Benoît Thibault, chercheur à l’Inserm, au sein du Centre de recherches en cancérologie de Toulouse - CRCT (Inserm, CNRS, Université de Toulouse). Il est membre de l’équipe de recherche SigDYN.

Yohan Colombié-Vivès, artiste et auteur-illustrateur des planches BD Métacellulaire. Synopsis : « Imaginez une cellule, non pas comme nous la connaissons aujourd’hui, mais une cellule qui a évolué au-delà des possibles. Une cellule capable de s’adapter, pour répondre aux défis de son environnement. Cette cellule est ici, prête à révolutionner notre compréhension de la vie pour ouvrir sur une nouvelle forme de vie. Mais sommes-nous prêts à entrer dans cette nouvelle ère qui nous attend ? ». Premières planches réalisées dans le cadre de la résidence art-science 1+2.

Mini expo est une série Exploreur - Communauté d’universités et établissements de Toulouse (Comue). Journaliste : Véronique Molénat. Visuel de Une : Eva Bouloux, à partir des illustrations de Yohan Colombié-Vivès. Conception et suivi éditorial : Eva Bouloux et Clara Mauler. Le projet de recherche ANR-JC/JC RADIANCE et cette résidence art-science ont été réalisés dans le cadre du projet Sciences Avec et Pour la Société « CONNECTS » porté par la Communauté d’universités et établissement de Toulouse et en partenariat avec la Résidence 1+2 coordonnée par Philippe Guionie.