Les cellules immunitaires tracent leur propre chemin
Des scientifiques montrent comment les cellules immunitaires migrent le long de gradients auto-générés
Lorsqu'elles luttent contre une maladie, nos cellules immunitaires doivent atteindre leur cible rapidement. Des chercheurs de l'Institute of Science and Technology Austria (ISTA) ont découvert que les cellules immunitaires génèrent activement leur propre système de guidage pour naviguer dans des environnements complexes. Cette découverte remet en question les idées reçues sur ces mouvements. Les conclusions des chercheurs, publiées dans la revue Science Immunology, enrichissent notre connaissance du système immunitaire et offrent de nouvelles approches potentielles pour améliorer la réponse immunitaire humaine.
Cellules immunitaires en migration. Au cours de l'expérience, les trajectoires des cellules dendritiques (en bleu) ont été projetées sur plusieurs heures, mettant en évidence leur forte migration directionnelle.
© Jonna Alanko, ISTA/Science Immunology
Les menaces immunologiques telles que les germes ou les toxines peuvent surgir partout dans le corps humain. Heureusement, le système immunitaire - notre propre bouclier protecteur - dispose de moyens complexes pour faire face à ces menaces. Par exemple, un aspect crucial de notre réponse immunitaire implique le mouvement collectif coordonné des cellules immunitaires en cas d'infection et d'inflammation. Mais comment nos cellules immunitaires savent-elles dans quelle direction aller ?
Un groupe de scientifiques des groupes Sixt et Hannezo de l'Institute of Science and Technology Austria (ISTA) s'est penché sur cette question. Dans leur étude, publiée dans Science Immunology, les chercheurs mettent en lumière la capacité des cellules immunitaires à migrer collectivement dans des environnements complexes.
Les cellules dendritiques - les messagers
Les cellules dendritiques (CD) sont l'un des acteurs clés de notre réponse immunitaire. Elles servent de messager entre la réponse innée - la première réaction de l'organisme à un envahisseur - et la réponse adaptative - une réaction différée qui cible des germes très spécifiques et crée des souvenirs pour lutter contre de futures infections. Telles des détectives, les cellules souches explorent les tissus à la recherche d'intrus. Une fois qu'elles ont localisé un site d'infection, elles sont activées et migrent immédiatement vers les ganglions lymphatiques, où elles transmettent le plan de bataille et initient les étapes suivantes de la cascade.
Leur migration vers les ganglions lymphatiques est guidée par les chimiokines - de petites protéines de signalisation libérées par les ganglions lymphatiques - qui établissent un gradient. Dans le passé, on pensait que les CD et les autres cellules immunitaires réagissaient à ce gradient externe et se déplaçaient vers une concentration plus élevée. Cependant, de nouvelles recherches menées à l'ISTA remettent aujourd'hui en question cette notion.
Un récepteur - deux fonctions
Les scientifiques ont examiné de près un récepteur - une structure de surface trouvée sur les CD activées appelée "CCR7". La fonction essentielle de CCR7 est de se lier à une molécule spécifique des ganglions lymphatiques (CCL19), qui déclenche les étapes suivantes de la réponse immunitaire. "Nous avons découvert que CCR7 ne se contente pas de détecter CCL19, mais qu'il contribue activement à façonner la distribution des concentrations de chimiokines", explique Jonna Alanko, ancienne post-doctorante du laboratoire de Michael Sixt.
À l'aide de différentes techniques expérimentales, ils ont démontré que lorsque les CD migrent, elles absorbent et internalisent les chimiokines par l'intermédiaire du récepteur CCR7, ce qui entraîne un appauvrissement local de la concentration de chimiokines. Avec moins de molécules de signalisation autour d'elles, elles se déplacent plus loin vers des concentrations plus élevées de chimiokines. Cette double fonction permet aux cellules immunitaires de générer leurs propres signaux de guidage afin d'orchestrer plus efficacement leur migration collective.
Le mouvement dépend de la population cellulaire
Pour comprendre quantitativement ce mécanisme à l'échelle multicellulaire, Alanko et ses collègues ont fait équipe avec les physiciens théoriques Edouard Hannezo et Mehmet Can Ucar, également à l'ISTA. Grâce à leur expertise en matière de mouvement et de dynamique cellulaires, ils ont établi des simulations informatiques capables de reproduire les expériences d'Alanko. Grâce à ces simulations, les scientifiques ont prédit que le mouvement des cellules dendritiques dépendait non seulement de leur réponse individuelle à la chimiokine, mais aussi de la densité de la population cellulaire. "Il s'agissait d'une prédiction simple mais non triviale : plus il y a de cellules, plus le gradient qu'elles génèrent est net, ce qui souligne vraiment la nature collective de ce phénomène", explique Can Ucar.
En outre, les chercheurs ont découvert que les lymphocytes T - cellules immunitaires spécifiques qui détruisent les germes nuisibles - bénéficient également de cette interaction dynamique pour améliorer leur propre mouvement directionnel. "Nous sommes impatients d'en savoir plus sur ce nouveau principe d'interaction entre les populations cellulaires dans le cadre des projets en cours", poursuit le physicien.
Améliorer la réponse immunitaire
Ces découvertes constituent un pas dans une nouvelle direction en ce qui concerne la manière dont les cellules se déplacent à l'intérieur de notre corps. Contrairement à ce que l'on croyait jusqu'à présent, les cellules immunitaires ne se contentent pas de répondre aux chimiokines, elles jouent également un rôle actif dans l'élaboration de leur propre environnement en consommant ces signaux chimiques. Cette régulation dynamique des signaux constitue une stratégie élégante pour guider leur propre mouvement et celui des autres cellules immunitaires.
Cette recherche a des implications importantes pour notre compréhension de la manière dont les réponses immunitaires sont coordonnées dans l'organisme. En découvrant ces mécanismes, les scientifiques pourraient éventuellement concevoir de nouvelles stratégies pour améliorer le recrutement des cellules immunitaires vers des sites spécifiques, tels que les cellules tumorales ou les zones d'infection.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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