Les murs de séparation: Comment les cellules immunitaires pénètrent dans les tissus

Les résultats donnent une image complète d'un processus tout aussi important pour la guérison que pour la propagation du cancer

25.04.2022 - Autriche

Pour atteindre les endroits où elles sont nécessaires, les cellules immunitaires ne se contentent pas de se faufiler à travers de minuscules pores. Elles franchissent même des barrières de cellules très serrées qui ressemblent à des murs. Des scientifiques de l'Institut autrichien des sciences et des technologies (ISTA) viennent de découvrir que la division cellulaire est la clé de leur succès. Associés à d'autres études récentes, leurs résultats publiés dans la revue Science donnent une image complète d'un processus tout aussi important pour la guérison que pour la propagation du cancer.

Imaginez un mur de pierres dans la campagne. Serrées les unes contre les autres, les pierres se superposent et remplissent les moindres interstices. Un obstacle apparemment infranchissable. En parcourant le corps pour combattre les infections, les cellules immunitaires se heurtent à de telles barrières sous la forme de tissus denses en cellules. Pour accomplir leur mission de sauvetage de l'organisme, elles doivent trouver un moyen de passer. Dans une étude récente, des scientifiques du groupe Siekhaus de l'ISTA, des collaborateurs du Laboratoire européen de biologie moléculaire (EMBL) et trois étudiants d'un lycée local ont examiné de près comment cela se passe dans les embryons de drosophiles.

Au cours du développement de ces animaux minuscules et transparents, les macrophages, la forme dominante de cellules immunitaires chez les mouches des fruits, infiltrent les tissus. Grâce à des microscopes haut de gamme, les scientifiques ont pu suivre leur parcours. "Les macrophages arrivent à la paroi et cherchent le bon endroit pour entrer", explique Maria Akhmanova, jusqu'à récemment postdoc dans le groupe de recherche de Daria Siekhaus et premier auteur de l'étude.

Des pistes nouvelles

Les indices qui guident les macrophages les ont dirigés vers le bon endroit. Là, le macrophage pionnier, la première cellule à se déplacer, attend. Soudain, une partie de la paroi se met à bouger. La cellule située juste devant le macrophage s'arrondit, se préparant à se diviser - une partie normale de son cycle cellulaire. "C'est ce que le pionnier attendait", explique Mme Akhmanova. En déplaçant son noyau cellulaire vers l'avant, la cellule pionnière va maintenant de l'avant tandis que tous les autres macrophages suivent ses traces. Comme le groupe Siekhaus l'a également découvert récemment, pour percer, le pionnier reçoit un supplément d'énergie grâce à un processus complexe régi par une protéine récemment découverte que les scientifiques ont baptisée Atossa. En outre, les scientifiques ont appris que pour protéger leur noyau sensible des dommages, les macrophages développent une armure protectrice faite de filaments d'actine.

La division cellulaire est cruciale pour le succès

En inhibant, ralentissant et accélérant avec précision la division des cellules des tissus adjacents, les chercheurs ont pu prouver que l'élément crucial qui permet aux cellules immunitaires de pénétrer dans le tissu est en fait la division cellulaire environnante. En s'arrondissant pour se préparer à la division, la cellule tissulaire du site d'entrée perd certains de ses points de connexion avec son environnement, ont observé les chercheurs par imagerie en direct. En collaboration avec le laboratoire De Renzis de l'EMBL, les chercheurs ont également induit artificiellement l'arrondi grâce à une technique de pointe utilisant la lumière pour induire des changements génétiques. Cela n'a pas suffi à faire entrer les macrophages. Mais réduire génétiquement la quantité de connexions cellulaires l'a été. "Il était très intéressant de voir comment les macrophages ne pouvaient pénétrer dans le tissu que lorsque la cellule tissulaire perdait ses connexions", explique Mme Akhmanova.

De puissantes implications pour la recherche sur le cancer

"La division cellulaire étant le processus clé qui contrôle l'infiltration des macrophages, il s'agit d'un concept très élégant aux implications importantes", s'enthousiasme le professeur Daria Siekhaus. Le même mécanisme qui permet aux macrophages de pénétrer dans les tissus pourrait également être essentiel pour de nombreux autres types de cellules immunitaires chez les vertébrés comme l'homme. À long terme, les scientifiques sont impatients de savoir si la manipulation des connexions ou des divisions des cellules tissulaires pourrait contribuer à augmenter l'infiltration des tumeurs par les cellules immunitaires afin de les combattre de l'intérieur ou à réduire la capacité des cellules immunitaires à attaquer les tissus lors d'une auto-immunité. "Nos résultats concerneront également tout chercheur qui travaille sur une cellule migratrice dans le contexte de l'organisme", explique la biologiste cellulaire.

Pour son étude, la biophysicienne théorique et boursière Lise Meitner Maria Akhmanova s'est plongée dans le monde de la microscopie. Avec l'aide de son mentor Daria Siekhaus, elle a appris tout ce qu'elle pouvait sur les fascinantes et très utiles mouches à fruits. Trois élèves du lycée de Klosterneuburg faisaient également partie de l'équipe. Lors d'un voyage scolaire dans les laboratoires de l'Institut, ils ont découvert leur enthousiasme pour la recherche. Ils ont donc aidé Akhmanova à croiser et identifier les mouches à fruits et ont même écrit un algorithme pour accélérer l'analyse des images. "Le succès de ce projet de recherche a été rendu possible grâce aux efforts conjoints de nombreux scientifiques et à l'aide considérable de trois lycéens motivés !", déclare Mme Akhmanova.

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.