Comment les cellules immunitaires passent en mode attaque
Nouvelles connaissances sur la biologie des macrophages
La lutte contre les agents pathogènes est un tour de force qui doit être mené avec rapidité et précision. Une équipe de chercheurs du CeMM et de MedUni Vienne, dirigée par Christoph Bock et Matthias Farlik, a étudié la manière dont les macrophages, cellules immunitaires qui sont les premières à réagir dans l'organisme, relèvent ce défi. Leur étude offre une analyse résolue dans le temps des processus moléculaires qui se déroulent lorsque ces cellules rencontrent divers agents pathogènes. Ils ont mis au point une nouvelle méthode combinant l'édition de gènes et l'apprentissage automatique, qui a permis d'identifier les principaux régulateurs des réponses immunitaires des macrophages.
Visualisation par ordinateur d'un macrophage avec ses protubérances caractéristiques utilisées pour détecter son environnement, pour "ramper" et pour s'attaquer aux agents pathogènes.
CeMM
Les macrophages (qui signifient "gros mangeurs" en grec) méritent leur nom : leur tâche consiste à reconnaître les agents pathogènes envahissants tels que les bactéries ou les virus, à les engloutir et à les décomposer en leurs éléments biochimiques. Les macrophages sont également des messagers : ils libèrent divers signaux pour recruter d'autres cellules immunitaires, déclencher une inflammation et présenter à leur surface des fragments digérés d'agents pathogènes, guidant ainsi le système immunitaire adaptatif dans le développement d'une immunité à long terme.
Les macrophages qui rencontrent un agent pathogène sont soumis à une pression immense. S'ils réagissent trop tard ou de manière insuffisamment décisive, l'infection peut être fatale. Mais une réponse immunitaire trop rapide est tout aussi dommageable. En très peu de temps, une réponse immunitaire sur mesure doit être initiée : des cascades de réactions biochimiques sont déclenchées, des milliers de gènes sont activés et un arsenal de substances est produit, chaque réponse étant adaptée à l'agent pathogène spécifique rencontré.
Découverte d'un réseau de régulateurs
Pour comprendre comment les macrophages coordonnent cette multitude de tâches, l'équipe dirigée par Christoph Bock (chercheur principal au CeMM et professeur à la MedUni de Vienne) et Matthias Farlik (chercheur principal à la MedUni de Vienne) a exposé des macrophages de souris à divers stimuli immunitaires imitant des infections bactériennes ou virales. Ils ont suivi les changements à l'intérieur des cellules en mesurant l'activité des gènes et l'accessibilité de l'ADN toutes les quelques heures, établissant ainsi une chronologie moléculaire de la façon dont les programmes de régulation se déroulent étape par étape.
Ensuite, l'équipe a identifié les protéines régulatrices qui orchestrent ces programmes, en utilisant l'édition du génome CRISPR pour produire des centaines de gènes désactivés et le séquençage de l'ARN d'une seule cellule pour caractériser les cellules génétiquement perturbées. Cette méthode innovante a permis de découvrir un réseau de plusieurs dizaines de régulateurs qui se partagent la responsabilité de déclencher la réponse immunitaire la plus appropriée. Les régulateurs identifiés comprennent de nombreux "suspects habituels" tels que la voie de signalisation JAK-STAT, mais aussi des facteurs d'épissage et des régulateurs de la chromatine dont le rôle dans la régulation immunitaire n'est pas bien compris.
"Il est impressionnant de constater la complexité de cette partie ancienne de notre système immunitaire, que nous partageons avec les éponges, les méduses et les coraux", déclare Christoph Bock, auteur principal de l'étude. "Grâce aux progrès de la technologie de criblage CRISPR, nous pouvons étudier systématiquement les programmes de régulation sous-jacents.
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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