Le secret caché des cellules allergiques
Les mastocytes piègent et utilisent les neutrophiles vivants lors des réactions allergiques
Connus pour leur rôle dans les réactions allergiques, les mastocytes sont depuis longtemps reconnus comme des acteurs clés de notre système immunitaire. Lorsqu'ils rencontrent des allergènes, ils libèrent des substances chimiques qui déclenchent les symptômes typiques de l'allergie, tels que le gonflement et l'inflammation des tissus. Aujourd'hui, des chercheurs de l'Institut Max Planck d'immunobiologie et d'épigénétique de Fribourg et de l'université de Münster ont découvert un talent caché des mastocytes : ils peuvent capturer et utiliser un autre type de cellule immunitaire, les neutrophiles. Cette découverte surprenante éclaire d'un jour nouveau le fonctionnement de notre système immunitaire, en particulier lors des réactions allergiques.
Cette image de microscopie électronique à balayage capture le moment où les mastocytes dégranulants (sépia) attirent et commencent à incorporer des neutrophiles vivants (cyan), formant des structures cellule dans cellule où les mastocytes piègent les neutrophiles vivants à l'intérieur d'eux.
© Marcus Frank & Karoline Schulz, Universitätsmedizin Rostock
L'inflammation est la réponse de l'organisme à des stimuli nocifs, caractérisée par la chaleur, la douleur, la rougeur, le gonflement et la perte de fonction des tissus. Lorsqu'elle est équilibrée, l'inflammation protège l'organisme en éliminant les agents nocifs et en amorçant la réparation des tissus. Toutefois, une inflammation excessive peut entraîner la destruction des tissus et des maladies.
Les principaux acteurs de ce processus sont les différentes cellules immunitaires, qui travaillent ensemble pendant l'inflammation. Le type de cellules immunitaires impliquées varie souvent en fonction du stimulus nocif, ce qui influence l'issue de la réponse inflammatoire.
Le piégeage des cellules immunitaires au cours des réponses allergiques
Les mastocytes, qui résident dans les tissus et jouent un rôle essentiel dans le déclenchement de l'inflammation, sont remplis de granules contenant des substances pro-inflammatoires. Ces granules sont libérés lors de la rencontre avec des dangers potentiels, notamment des allergènes, ce qui provoque des réactions allergiques. Chez de nombreuses personnes, les mastocytes réagissent également à des facteurs environnementaux apparemment inoffensifs, qui agissent alors comme des allergènes et provoquent des allergies. L'interaction entre les mastocytes et d'autres cellules immunitaires sur les sites des réactions allergiques a été largement inexplorée.
Un groupe de recherche de l'Institut Max Planck d'immunobiologie et d'épigénétique a utilisé une microscopie spécialisée pour visualiser la dynamique en temps réel des mastocytes activés et d'autres types de cellules pendant les réactions allergiques dans les tissus vivants de souris. Dirigée par Tim Lämmermann, directeur depuis octobre 2023 de l'Institut de biochimie médicale de l'Université de Münster, l'équipe a découvert une interaction surprenante : des neutrophiles se trouvaient à l'intérieur des mastocytes. "Nous avions du mal à en croire nos yeux : des neutrophiles vivants se trouvaient à l'intérieur de mastocytes vivants. Ce phénomène était totalement inattendu et n'aurait probablement pas été découvert lors d'expériences en dehors d'un organisme vivant. Il met en évidence la puissance de la microscopie intravitale", explique Tim Lämmermann.
Un tour de passe-passe pour piéger les neutrophiles
Les neutrophiles sont les défenseurs de première ligne de notre système immunitaire, réagissant rapidement et largement aux menaces potentielles. Ils circulent dans le sang et sortent rapidement des vaisseaux sanguins en cas d'inflammation. Ils sont bien équipés pour combattre les envahisseurs tels que les bactéries ou les champignons en les engloutissant, en libérant des substances antimicrobiennes ou en formant des pièges en forme de toile appelés "pièges extracellulaires à neutrophiles". En outre, les neutrophiles peuvent communiquer entre eux et former des essaims de cellules afin de combiner leurs fonctions individuelles pour la protection des tissus sains. Si l'on connaît bien le rôle des neutrophiles dans les infections et les blessures stériles, leur rôle dans l'inflammation causée par les réactions allergiques est moins bien compris.
"Il est rapidement apparu que les cellules immunitaires à double emballage n'étaient pas une simple coïncidence. Nous voulions comprendre comment les mastocytes piègent leurs collègues et pourquoi ils le font", explique Michael Mihlan, premier auteur de l'étude et co-auteur correspondant. Une fois que l'équipe a pu reproduire en culture cellulaire le piégeage des neutrophiles observé dans les tissus vivants, elle a pu identifier les voies moléculaires impliquées dans ce processus. Les chercheurs ont découvert que les mastocytes libèrent du leucotriène B4, une substance couramment utilisée par les neutrophiles pour déclencher leur propre comportement d'essaimage.
En sécrétant cette substance, les mastocytes attirent les neutrophiles. Une fois que les neutrophiles sont suffisamment proches, les mastocytes les engloutissent dans une vacuole, formant une structure cellule dans cellule que les chercheurs appellent "piège intracellulaire des mastocytes". "Il est ironique que les neutrophiles, qui créent des pièges en forme de toile faits d'ADN et d'histones pour capturer les microbes pendant les infections, soient maintenant eux-mêmes piégés par les mastocytes dans les conditions allergiques", déclare Tim Lämmermann.
Des neutrophiles recyclés pour stimuler la fonction des mastocytes
Avec l'aide d'une équipe internationale, les chercheurs ont confirmé la formation de ces pièges dans des échantillons humains et ont étudié le devenir des deux types de cellules impliquées après le piégeage. Ils ont constaté que les neutrophiles piégés finissent par mourir et que leurs restes sont stockés dans les mastocytes. "C'est là que l'histoire prend une tournure inattendue. Les mastocytes peuvent recycler le matériel des neutrophiles pour stimuler leur propre fonction et leur métabolisme. En outre, les mastocytes peuvent libérer les composants neutrophiles nouvellement acquis de manière différée, déclenchant ainsi des réponses immunitaires supplémentaires et contribuant à maintenir l'inflammation et la défense immunitaire", explique Michael Mihlan.
"Cette nouvelle compréhension de la façon dont les mastocytes et les neutrophiles travaillent ensemble ajoute une toute nouvelle couche à notre connaissance des réactions allergiques et de l'inflammation. Elle montre que les mastocytes peuvent utiliser les neutrophiles pour renforcer leurs propres capacités - un aspect qui pourrait avoir des implications pour les conditions allergiques chroniques où l'inflammation se produit de manière répétée", déclare Tim Lämmermann. Les chercheurs ont déjà commencé à étudier cette interaction dans les maladies inflammatoires à médiation mastocytaire chez l'homme, afin de déterminer si cette découverte pourrait déboucher sur de nouvelles approches du traitement des allergies et des maladies inflammatoires.
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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