Les lymphocytes T sont de petites cellules immunitaires sphériques avec une forme et une fonction standard qui parcourent généralement le système circulatoire… n’est-ce pas ? Peut être pas. Berend Snijder, PhD, et son équipe de l’Institut de biologie des systèmes moléculaires de Zurich, en Suisse, s’efforcent de répondre à cette question.
En utilisant des modèles d’apprentissage automatique pour analyser les images de cellules T, qui changent de forme de sphérique à en forme de bouteille polarisée lorsqu’elles sont activées, les chercheurs ont pu regrouper les cellules en différentes catégories en fonction du niveau d’activation. “Les cellules présentant des invaginations nucléaires sont conçues pour s’activer rapidement : beaucoup d’entre elles se transforment en cellules effectrices en forme de bouteille dans les 24 heures”, a déclaré Ben Hale, PhD, auteur principal de la nouvelle étude. Snijder, Hale et leurs collègues ont publié leur travail intitulé «L’architecture cellulaire façonne la réponse naïve des lymphocytes T» dans le dernier numéro de Science.
Les cellules T du système immunitaire comprennent de nombreux sous-types qui dénotent une histoire de vie et une fonctionnalité variées. À l’extérieur cependant, les lymphocytes T présentent généralement deux formes de cellules distinctes : les petites cellules sphériques canoniques et une apparence plus en forme de bouteille pour les lymphocytes T activés par le système immunitaire. Malgré les similitudes externes entre les cellules sphériques, la morphologie interne peut laisser entrevoir des différences sous-jacentes de fonctionnalité.
Depuis des décennies, les chercheurs ont compris que les cellules sphériques avec des noyaux invaginés sont plus susceptibles de s’activer rapidement en cellules T effectrices lorsqu’elles sont exposées à des agents pathogènes, tandis que celles avec des noyaux sphériques ont tendance à s’activer lentement et à devenir des cellules mémoire pour fournir une immunité durable. “Jusqu’à présent, nous ne savions pas quelles caractéristiques déterminaient si un lymphocyte T deviendrait une cellule effectrice ou une cellule mémoire”, a déclaré Hale.
L’équipe suisse a développé une plate-forme automatisée fonctionnant selon les principes de l’apprentissage automatique pour analyser des milliers d’images microscopiques de lymphocytes T obtenues à partir d’échantillons de sang de 24 donneurs volontaires en bonne santé à Zurich.
Les résultats de l’analyse, qui ont classé les cellules en trois groupes, ont surpris les chercheurs. “Nous avions déjà vu comment certaines cellules T apparaissent en forme de bouteille lorsqu’elles sont activées”, a déclaré Snijder. “Mais nous ne nous attendions pas à ce que la plateforme divise les cellules rondes en deux groupes différents.”
Une analyse plus approfondie des cellules au fil du temps a révélé que les cellules sphériques présentant des invaginations nucléaires étaient fonctionnellement différentes des cellules dotées de noyaux sphériques. “Ils réagissent également plus fortement lorsqu’ils sont activés et prolifèrent beaucoup plus rapidement que les cellules sans invaginations nucléaires”, a déclaré Snijder. L’équipe a également pu clarifier le mécanisme par lequel ces cellules sont activées plus rapidement. “Leur architecture cellulaire spéciale permet un afflux accru d’ions calcium”, a déclaré Snijder.
Snijder et son équipe visent à explorer davantage l’équilibre des types de lymphocytes T présents dans le sang. Le corps maintient généralement un ratio constant d’environ 60 % de lymphocytes T cytotoxiques avec invaginations nucléaires, 35 % avec des noyaux sphériques et 5 % de lymphocytes T en forme de bouteille.
Des recherches plus approfondies sur le fonctionnement des cellules T améliorent non seulement notre compréhension fondamentale du système immunitaire, mais sont également prometteuses pour le développement de traitements plus efficaces contre des maladies, notamment les cancers.
“De nombreuses thérapies nouvelles utilisent les cellules T pour tuer les cellules cancéreuses”, a déclaré Snijder. “Si nous pouvons trouver un moyen de sélectionner et de déployer spécifiquement ces architectures cellulaires, nous pourrons peut-être améliorer l’efficacité clinique de ces thérapies.”
2024-06-07 04:09:13
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