Mais cela n'est possible qu'en démystifiant les mécanismes du mouvement cellulaire. « Nous devons comprendre comment fonctionnent les cellules si nous voulons les manipuler », explique Thiam.
« Il s’agit incontestablement d’un domaine de recherche important », affirme Clifford Brangwynne, bio-ingénieur à l’université de Princeton. Les gens ont parfois l’idée fausse que la biologie est un univers mystérieux qui fonctionne en quelque sorte en dehors des lois de la physique, dit-il. Mais les mêmes types de règles physiques qui régissent le monde inanimé sont également en jeu dans les systèmes vivants.
C'est un sujet qui attise la curiosité de Thiam. L'été dernier, elle a soumis trois demandes de subvention et ses projets potentiels peuvent mener à des directions surprenantes. Dans l'une d'elles, Thiam a proposé de collaborer avec un biologiste qui étudie le comportement des fourmis. Oui, les insectes. Cela peut sembler inattendu pour quelqu'un qui étudie les cellules immunitaires.
Mais selon Thiam, les cellules étudiées par son laboratoire (un type de globule blanc appelé neutrophiles qui recherche et détruit les microbes dangereux) ont quelque chose en commun avec les fourmis. Aucune d’elles ne dispose d’un système de contrôle central qui lui indique comment faire son travail. Au lieu de cela, la première vague de chasseurs de fourmis trouve une source de nourriture et laisse ensuite une trace de miettes de pain chimiques que les autres fourmis peuvent suivre. De même, les neutrophiles laissent une trace chimique pour leurs renforts. Ce type de comportement collectif, où les interactions entre individus influencent l’action du groupe, a été bien étudié chez les fourmis, explique Thiam. « Nous pouvons en apprendre beaucoup. »
Elle souhaite désormais savoir si ce qu’un neutrophile finit par faire avec un microbe qu’il découvre – le manger, l’empoisonner, le piéger – influence le comportement de recherche des cellules suivantes.
Ce désir sous-jacent d’apprendre et de poser des questions – sur la science et sur elle-même – a traversé toute sa carrière. Thiam a grandi au Sénégal et s’est installée en France pour ses études de premier et de deuxième cycle. Son doctorat portait sur la compréhension de l’influence du noyau sur la capacité d’une cellule à se déplacer. À l’époque, la sagesse conventionnelle sur la migration cellulaire ignorait pour la plupart le noyau, explique Thiam. Les scientifiques pensaient que les cellules rampantes suivaient trois étapes de base. Elles étendent un « pied », l’attachent à une surface proche, puis rétractent l’arrière, tirant le corps cellulaire vers l’avant. (Imaginez Batman qui s’élance sur le côté d’un bâtiment grâce à son grappin rétractable.)
Mais cette vision essentiellement bidimensionnelle négligeait l'environnement 3D des cellules, explique Thiam. Bien sûr, les cellules peuvent ramper sur des surfaces planes, mais qu'en est-il lorsqu'elles doivent se faufiler dans des espaces restreints ? À partir d'expériences dans lesquelles les cellules se déplaçaient dans des pores de plus en plus petits, l'équipe de Thiam a rapporté dans Nature Communications En 2016, des chercheurs ont découvert que le noyau permettait de déterminer si les cellules immunitaires pouvaient migrer dans des environnements confinés. Comparez le mouvement des cellules au passage d'un sac en plastique à travers un petit trou. Si le sac contient un kiwi, il ne rentrera probablement pas.
Thiam et ses collègues ont découvert que les cellules ont une façon de déformer leur noyau, jusqu'à un certain point. Les cellules rompent la membrane qui entoure le noyau et extrudent une partie de ses entrailles, ce qui permet à l'ensemble de mieux suinter à travers une constriction. C'est comme si on écrasait un kiwi jusqu'à ce que la peau duveteuse se brise et que le fruit soit mou plutôt que ferme. Il peut maintenant se faufiler dans un espace plus petit. Jusqu'à ce que ces travaux soient réalisés, personne n'avait montré que les noyaux se comportaient de cette façon, explique Thiam.
Plus tard, au cours de son travail postdoctoral dans le laboratoire de Clare Waterman aux National Institutes of Health de Bethesda, dans le Maryland, Thiam a poursuivi ses recherches sur les noyaux cellulaires. Dans un article de 2020 dans Actes de l'Académie nationale des scienceselle et ses collègues ont fait état d'un des aspects les plus étranges de la biologie, un mécanisme de défense cellulaire appelé NETose. Il s'agit d'un moyen pour les neutrophiles de piéger physiquement les bactéries, les champignons ou les virus envahissants. Les agents pathogènes s'infiltrent dans le corps et — BOOM — ils sont soudainement pris au piège, comme des dauphins pris dans un filet de pêche. Mais ce filet est fait d'ADN : la cellule immunitaire produit son propre matériel génétique pour capturer les microbes. « C'est un phénomène fou », explique Thiam.
Les scientifiques avaient déjà signalé la NETose en 2004, mais ils ne savaient pas vraiment comment elle fonctionnait. C'est ce que l'équipe de Thiam a entrepris de faire. En utilisant des techniques de microscopie et d'édition génétique de pointe, les chercheurs ont décrit la séquence d'événements qui commence avec l'ADN d'une cellule emballé dans le noyau et se termine avec son expulsion hors de la cellule.
« Elle a cette audace qui lui permet de s’attaquer à des problèmes très complexes en biologie cellulaire », explique Brangwynne, qui est également chercheur au Howard Hughes Medical Institute. Il pense que cette audace vient de son passé. Thiam a traversé les frontières entre les nations, les différents domaines scientifiques et les langues (elle en parle quatre). « Je pense qu’elle n’a vraiment peur de rien », dit-il.
Mais Thiam se demande encore si elle est assez intelligente, travaille assez dur et est capable d’être une bonne scientifique et un bon mentor. « Je pense qu’il est normal d’avoir des doutes », dit-elle. Elle les reconnaît, essaie de ne pas se laisser submerger par eux et réfléchit à la manière dont elle peut s’améliorer. Et chaque fois que Thiam se pose des questions, elle essaie de se rappeler qu’elle et d’autres croient en elle – et elle continue alors son travail, en écrivant des demandes de subventions, en faisant de la science et en formant des étudiants. « J’essaie simplement de continuer à avancer », dit-elle.
