Des chercheurs identifient des différences clés dans le fonctionnement interne des cellules immunitaires
En plus d'améliorer notre compréhension du système immunitaire, ces résultats pourraient également conduire à de meilleures thérapies contre le cancer
En utilisant des méthodes d'apprentissage automatique, des chercheurs de l'ETH Zurich ont montré que plus de la moitié des cellules T tueuses présentent des invaginations nucléaires, c'est-à-dire des plis dans l'enveloppe nucléaire de la cellule. Grâce à cette architecture cellulaire particulière, ces cellules sont capables d'organiser une réponse plus rapide et plus forte aux agents pathogènes.
De l'extérieur, la plupart des cellules T se ressemblent : elles sont petites et sphériques. Une équipe de chercheurs dirigée par Berend Snijder, de l'Institut de biologie des systèmes moléculaires de l'ETH Zurich, a examiné de plus près l'intérieur de ces cellules à l'aide de techniques avancées. Leurs résultats montrent que l'organisation spatiale subcellulaire des cellules T cytotoxiques - que Berend Snijder appelle leur architecture cellulaire - a une influence majeure sur leur destin.
Des caractéristiques qui déterminent le destin d'une cellule
Lorsque les cellules à invagination nucléaire rencontrent un agent pathogène, elles se transforment en cellules effectrices puissantes qui prolifèrent rapidement et tuent l'agent pathogène. Leurs congénères à noyau sphérique - c'est-à-dire sans invagination nucléaire - évoluent à un rythme plus lent : elles mettent plus de temps à s'activer et finissent par se différencier en cellules mémoires à longue durée de vie qui défendent l'organisme contre les attaques futures du même agent pathogène.
Les scientifiques ont identifié ces deux populations de cellules T fonctionnellement distinctes il y a une cinquantaine d'années. "Mais jusqu'à présent, nous ne savions pas exactement quelles caractéristiques déterminaient si un lymphocyte T allait devenir une cellule effectrice ou une cellule mémoire", explique Ben Hale, postdoc dans le groupe de recherche de Snijder et auteur principal de l'article récemment publié dans la revue Science.
Pour aider à identifier ces caractéristiques, les chercheurs ont développé une plateforme qui analyse automatiquement les images microscopiques des cellules immunitaires. Ils ont ensuite présenté cette plateforme à des milliers de cellules T provenant de 24 volontaires sains ayant donné leur sang au Service de don de sang de Zurich de la Croix-Rouge suisse.
Des différences inattendues
Grâce à une approche d'apprentissage automatique, la plateforme a classé les cellules en trois groupes différents. "Nous avions déjà constaté que certains lymphocytes T avaient la forme d'une bouteille lorsqu'ils étaient activés", explique M. Snijder. "Mais nous ne nous attendions pas à ce que la plateforme divise les cellules rondes en deux groupes différents.
En approfondissant leurs recherches, les chercheurs ont également découvert que les différences d'architecture cellulaire entre les deux classes de cellules rondes ont également une signification fonctionnelle. "Les cellules présentant des invaginations nucléaires sont conçues pour s'activer rapidement : nombre d'entre elles se transforment en cellules effectrices en forme de bouteille dans les 24 heures", explique M. Hale.
"Elles organisent également une réponse plus forte lorsqu'elles sont activées et prolifèrent beaucoup plus rapidement que les cellules sans invagination nucléaire", ajoute M. Snijder. Avec son équipe, il a également identifié le mécanisme moléculaire qui conduit à l'activation plus rapide et plus forte des cellules présentant des invaginations nucléaires : "Leur architecture cellulaire spéciale permet un afflux accru d'ions calcium", explique Snijder.
Les deux chercheurs soulignent qu'il reste encore de nombreuses questions à résoudre. Par exemple, Snijder et son équipe espèrent maintenant découvrir comment l'organisme fait en sorte qu'environ 60 % des cellules T cytotoxiques dans le sang aient des invaginations nucléaires, tandis que 35 % n'en ont pas et que les 5 % restants ont la forme d'une bouteille.
Rendre les thérapies plus efficaces sur le plan clinique
Snijder et Hale soulignent que leurs résultats ne sont pas seulement "importants pour mieux comprendre le fonctionnement de nos cellules immunitaires", mais qu'ils jouent également un rôle crucial dans la lutte contre le cancer, par exemple : "De nombreuses nouvelles thérapies utilisent les cellules T pour tuer les cellules cancéreuses", explique M. Snijder. "Si nous pouvons trouver un moyen de sélectionner et de déployer spécifiquement ces architectures cellulaires, nous pourrons peut-être améliorer l'efficacité clinique de ces thérapies.
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.
Publication originale
Benjamin D. Hale, Yannik Severin, Fabienne Graebnitz, Dominique Stark, Daniel Guignard, Julien Mena, Yasmin Festl, Sohyon Lee, Jacob Hanimann, Nathan S. Zangger, Michelle Meier, David Goslings, Olga Lamprecht, Beat M. Frey, Annette Oxenius, Berend Snijder; "Cellular architecture shapes the naïve T cell response"; Science, Volume 384
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