La plupart d’entre nous n’ont besoin que de maîtriser les formes classiques comme les cercles, les carrés, les triangles et une poignée de polygones pour s’entendre dans ce monde. Mais ce n’est pas tout ce qui existe — il y a des dizaines de formes géniales que les scientifiques, les ingénieurs et les biologistes ont classées, y compris des choses comme l’hémihélix, découvert en 2014, qui ressemble à un Slinky tordu. Maintenant, les biologistes ont trouvé une autre nouvelle forme, surnommée le scutoïde. Il se trouve probablement dans vos aisselles, sur le nez et sur tout le visage, car il s’agit d’une forme que les cellules de la peau prennent lorsqu’elles se plient.
Bruce Y. Lee de Forbes rapporte que la nouvelle forme, décrite dans un article de la revue Nature Communications, aide à résoudre une énigme de longue date sur la peau humaine. Des millions et des millions de cellules épithéliales sont regroupées pour créer une peau humaine, qui est assez bonne pour être étanche à l’air et à l’eau. Sur une surface totalement plane, les colonnes, les prismes ou les cellules en forme de cube pourraient être suffisamment rapprochés pour créer une barrière aussi solide. Mais le corps humain a peu, voire aucune surface totalement plane (excuses aux abdos de Channing Tatum), ce qui signifie que les cubes et les colonnes ne fonctionnent pas. Et les cellules épithéliales doivent également effectuer des courbures et des courbures assez extrêmes pendant le développement embryonnaire.
Pour résoudre le mystère, des chercheurs américains et européens ont collaboré à un modèle informatique utilisant un processus appelé diagramme de Voronoï pour comprendre comment les cellules épithéliales sont emballées ensemble. Selon un communiqué de presse, la meilleure solution était une forme totalement nouvelle que l’équipe a surnommée un scutoïde, car elle ressemble à une vue de haut en bas du scutellum d’un scarabée, une partie de sa coquille. La forme ressemble à un long prisme à cinq côtés avec une face diagonale découpée à une extrémité, donnant à cette extrémité six côtés. Cela permet d’emballer des scutoïdes avec des extrémités alternées à cinq et six côtés constituant la surface, permettant aux formes de faire des surfaces incurvées sans se séparer. Ne vous inquiétez pas si c’est difficile à envisager — l’équipe a également eu du mal à le comprendre, jusqu’à ce que l’un des scientifiques et sa fille le modélisent à l’aide d’argile.
« Pendant le processus de modélisation, les résultats que nous avons vus étaient étranges », explique Javier Buceta, co-auteur de l’Université Lehigh, dans le communiqué. « Notre modèle a prédit qu’à mesure que la courbure du tissu augmentait, les colonnes et les formes de bouteilles n’étaient pas les seules formes développées par les cellules. À notre grande surprise, la forme supplémentaire n’avait même pas de nom en mathématiques! On n’a normalement pas la possibilité de nommer une nouvelle forme. »
Jessica Boddy de Gizmodo rapporte que l’équipe a ensuite trouvé des formes ressemblant à des scutoïdes dans l’épithélium des poissons zébrés et les glandes salivaires des mouches des fruits. Alors que Sesame Street ne chantera probablement pas une chanson sur le scutoïde de sitôt, la forme pourrait avoir des utilisations importantes en médecine. « Par exemple, si vous cherchez à cultiver des organes artificiels, cette découverte pourrait vous aider à construire un échafaudage pour encourager ce type d’emballage cellulaire, imitant avec précision la manière dont la nature développe efficacement les tissus », explique Buceta dans le communiqué.
« Nous pensons qu’il s’agit d’une percée majeure à bien des égards », explique à Boddy le co-auteur Luis Escudero de l’Université de Séville. « Nous sommes convaincus qu’il y a d’autres implications que nous essayons de comprendre au moment où nous parlons. »