Comment les cellules dendritiques du système immunitaire forment des réseaux 3D

Les chercheurs ont découvert comment les cellules dendritiques à courte durée de vie du système immunitaire forment des réseaux tridimensionnels, en utilisant les vaisseaux sanguins comme guides. Ces réseaux, régulés par des cytokines locales, jouent un rôle crucial dans la défense immunitaire et ont une haute valeur pronostique pour les maladies tumorales. Une étude plus approfondie vise à voir si ces principes s’appliquent universellement à travers les tissus et chez l’homme.

Le rôle du système immunitaire et des cellules immunitaires

Les cellules du système immunitaire circulent principalement dans le sang et migrent dans les tissus de l’organisme après une inflammation. Certains types de cellules immunitaires, cependant, sont localisées en permanence dans les tissus, où elles se rassemblent pour former des réseaux tridimensionnels.

Comment ces réseaux se forment-ils et comment sont-ils entretenus ? Pour les macrophages à longue durée de vie (phagocytes), la réponse est déjà connue : ils s’installent dans des niches dites. Ce sont des environnements de cellules du tissu conjonctif qui alimentent les macrophages en nutriments et les maintiennent en vie.

Un regard plus attentif sur les cellules dendritiques

Une équipe dirigée par les professeurs Georg Gasteiger, Dominic Grün et Wolfgang Kastenmüller de l’Institut d’immunologie des systèmes de Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) / Max Planck Research Group s’est maintenant tournée vers un type apparenté de cellules immunitaires, les cellules dites dendritiques.

Ces cellules immunitaires sont essentielles au contrôle des réponses immunitaires car elles constituent la première ligne de défense du système immunitaire : elles reconnaissent les structures étrangères, les captent et les transforment en une sorte de mugshot. Ils présentent ensuite la photo à d’autres cellules immunitaires et déclenchent une réponse immunitaire spécifique, par exemple contre des agents pathogènes ou des cellules cancéreuses.

Les cellules dendritiques migrent à travers les tissus

La particularité des cellules dendritiques est qu’elles ne vivent qu’environ une semaine et pendant ce temps, elles migrent continuellement à travers les tissus du corps. « À cet égard, il était clair que le concept de niche classique ne fonctionnerait pas ici », déclare Wolfgang Kastenmüller.

L’équipe de JMU a trouvé un tout nouveau concept pour cela, selon lequel des réseaux cellulaires tridimensionnels peuvent s’organiser : les cellules dendritiques s’orientent vers les vaisseaux sanguins et migrent les unes après les autres le long de leur paroi externe – comme des enfants marchant en file indienne. Les vaisseaux sanguins déterminent ainsi la disposition tridimensionnelle des cellules.

Rôle des cytokines dans la régulation du réseau

« Nous voulions comprendre comment ce processus est régulé et comment les cellules parviennent à combler les lacunes de leur réseau », explique le Dr Milas Ugur, scientifique du groupe du professeur Kastenmüller. Il est important de combler ces lacunes, car sinon la défense immunitaire ne fonctionne plus de manière optimale.

Comme le rapporte l’équipe de JMU dans le journal Immunitéc’est grâce à une cytokine agissant localement, le ligand FLT3, que les cellules dendritiques restent toujours proches les unes des autres lors de leur migration développementale.

Les cytokines sont continuellement et uniformément produites localement et consommées par les cellules dendritiques. S’il y a des lacunes dans le groupe, plus de cytokines sont disponibles pour les cellules dendritiques isolées. Ce surplus les accélère dans leur développement et leur mouvement et les aide à renouer avec le groupe. Lorsque les cellules sont remontées, elles ont à nouveau un peu moins de cytokines disponibles du fait de la concurrence de leurs voisines. En conséquence, ils ralentissent leur vitesse de développement.

Signification pronostique des maladies tumorales

Ces découvertes sont par exemple importantes pour le traitement du cancer : les cellules dendritiques ont une valeur pronostique élevée pour les maladies tumorales : plus leur abondance dans la tumeur est élevée, meilleur est le pronostic pour le patient. Cela est particulièrement vrai après l’immunothérapie.

“L’augmentation de nos connaissances de base sur la biologie des cellules dendritiques nous aidera à restaurer les réseaux de ces cellules dans les tumeurs et ainsi à adapter les thérapies optimales à l’avenir”, explique Kastenmüller.

Prochaines étapes de la recherche

Jusqu’à présent, les données des chercheurs du JMU sont basées sur l’analyse des ganglions lymphatiques de modèles animaux. L’équipe veut ensuite tester si les mêmes principes d’organisation en réseau des cellules dendritiques s’appliquent à tous les tissus et aussi chez l’homme.

Référence : “La moelle des ganglions lymphatiques régule le déploiement spatio-temporel des réseaux de cellules dendritiques résidentes” par Milas Ugur, R. Jacob Labios, Chloe Fenton, Konrad Knöpper, Katarzyna Jobin, Fabian Imdahl, Gosia Golda, Kathrin Hoh, Anika Grafen, Tsuneyasu Kaisho, Antoine-Emmanuel Saliba, Dominic Grün, Georg Gasteiger, Marc Bajénoff et Wolfgang Ka stenmüller, 17 juillet 2023, Immunité.
DOI: 10.1016/j.immuni.2023.06.020

Le travail décrit a été réalisé en collaboration avec des chercheurs de l’Institut Helmholtz de Würzburg pour

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Immunologie à Wurtzbourg

Le centre médical universitaire de Würzburg s’est distingué comme un centre de recherche important dans le domaine de l’immunologie et a considérablement élargi ces compétences ces dernières années. Dans de nombreux instituts et chaires, les scientifiques travaillent à mieux comprendre le système immunitaire et à l’utiliser pour lutter contre les maladies. Ce faisant, ils coopèrent étroitement avec d’autres chercheurs en Allemagne et dans le monde.