Comment les cellules immunitaires "reniflent" les agents pathogènes
Les chercheurs utilisent une méthode innovante pour observer le fonctionnement des récepteurs immunitaires
Les cellules immunitaires sont capables de détecter les infections comme un chien renifleur, en utilisant des capteurs spéciaux connus sous le nom de récepteurs de type Toll, ou TLR en abrégé. Mais quels signaux activent les TLR et quelle est la relation entre l'ampleur et la nature de cette activation et la substance détectée ? Dans une étude récente, des chercheurs de l'université de Bonn et de l'hôpital universitaire de Bonn (UKB) ont utilisé une méthode innovante pour répondre à ces questions. Cette approche pourrait permettre d'accélérer la recherche de médicaments pour lutter contre les maladies infectieuses, le cancer, le diabète ou la démence. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue "Nature Communications".
Les TLR se trouvent en grand nombre à la surface de nombreuses cellules, en particulier celles des muqueuses et celles de notre système immunitaire. Ils fonctionnent comme les récepteurs olfactifs de notre nez et sont activés lorsqu'ils rencontrent un signal chimique spécifique. L'alarme qu'elles déclenchent déclenche une série de réactions à l'intérieur des cellules. Lorsque les cellules charognardes "reniflent" une bactérie, par exemple, elles déclenchent un processus connu sous le nom de phagocytose en l'engloutissant et en la digérant, tandis que d'autres cellules immunitaires libèrent des messagers spéciaux qui appellent des renforts et provoquent ainsi une inflammation.
TLR activés par des signaux de danger
Il existe plusieurs groupes de TLR, chacun réagissant à des "odeurs" différentes. "Il s'agit de molécules qui se sont cristallisées en signaux de danger importants au cours de l'évolution", explique le professeur Günther Weindl de l'Institut pharmaceutique de l'Université de Bonn. Parmi elles, les lipopolysaccharides (LPS), qui font partie intégrante de la paroi cellulaire d'une bactérie.
"Ce que nous ne savons pas encore avec certitude dans de nombreux cas, c'est quelles réponses sont déclenchées par la détection d'un signal", explique Weindl, qui est également membre des domaines de recherche transdisciplinaires (TRA) "Life & Health" et "Sustainable Futures". "Par exemple, il est tout à fait possible que différentes molécules stimulent le même TLR mais déclenchent des réponses différentes".
Les chercheurs tentent généralement de répondre à cette question en marquant les molécules d'une couleur différente, ce qui leur indique, par exemple, quand le récepteur active une certaine voie de signalisation dans laquelle ces molécules jouent un rôle important. Toutefois, cette méthode est très longue et laborieuse et exige que l'observateur soit déjà très familier avec les voies de signalisation.
"Nous avons donc testé une autre technique qui ne nécessite pas de code couleur et qui a déjà été utilisée avec succès pour élucider le fonctionnement d'autres récepteurs", explique M. Weindl. "Nous avons utilisé cette méthode pour la première fois pour étudier les TLR. Le processus est basé sur le fait que les cellules ont tendance à changer de forme lorsqu'elles entrent en contact avec une molécule de signal afin, par exemple, de se préparer à "avaler" une bactérie ou à se transformer en tissu infecté.
Changer la longueur d'onde pour rendre visible l'activation des TLR
Ce changement de forme peut être observé très facilement en plaçant les cellules sur une plaque transparente spécialement revêtue et en les éclairant par le bas à l'aide d'une source lumineuse à large bande. Certaines régions (longueurs d'onde) du spectre lumineux sont réfléchies à l'endroit où la lumière rencontre le revêtement - lesquelles dépendent des processus et des changements en cours à l'intérieur de la cellule.
"Nous avons pu démontrer que ces changements dans les longueurs d'onde réfléchies se produisent quelques minutes seulement après l'ajout de la molécule de signal", explique Janine Holze, collègue de Weindl. "Nous avons également mis les cellules en contact avec des lipopolysaccharides d'E. coli et de Salmonella. Bien que les deux composants de la paroi cellulaire stimulent le même TLR, le spectre réfléchi a changé de manière différente après l'introduction du LPS d'E. coli qu'après l'ajout de leurs homologues de Salmonella." Cela suggère que le même récepteur est activé par différentes molécules de différentes manières et qu'il déclenche ensuite des réponses spécifiques en fonction du signal.
Selon M. Weindl, "cette méthode permet donc d'expliquer de manière beaucoup plus nuancée le fonctionnement des récepteurs et de simplifier la recherche de médicaments potentiels ayant un profil d'action très spécifique". Parmi les utilisations possibles, citons le renforcement de la réponse immunitaire afin que les forces de défense de l'organisme puissent lutter plus efficacement contre les cellules cancéreuses. Dans le cas de maladies telles que le diabète, les rhumatismes ou la maladie d'Alzheimer, en revanche, l'objectif est d'affaiblir des aspects spécifiques de la réponse immunitaire qui pourraient autrement endommager les tissus sains, et la nouvelle méthode pourrait bien permettre aux chercheurs de faire un pas de plus vers cet objectif.
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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