GPS des cellules immunitaires : créer leurs propres chemins directionnels

Résumé: Les chercheurs ont fait une percée dans la compréhension de la manière dont les cellules immunitaires naviguent dans le corps. Contrairement aux croyances antérieures, ces cellules répondent non seulement à des signaux directionnels, mais façonnent également activement leurs propres voies.

L’étude offre un aperçu de la capacité des cellules dendritiques à modifier les concentrations de chimiokines, guidant ainsi leur mouvement. Ces connaissances peuvent potentiellement optimiser notre réponse immunitaire dans la lutte contre les maladies.

Faits marquants:

1. Les cellules dendritiques (DC) jouent un rôle central dans la réponse immunitaire, agissant comme messagers et analysant les tissus à la recherche d’envahisseurs.
2. Au lieu de simplement suivre les gradients des chimiokines, les DC modifient ces concentrations en les consommant activement, facilitant ainsi leur mouvement.
3. Le mouvement et la réponse des CD dépendent non seulement des réactions individuelles mais également de la densité de la population cellulaire.

Source: N’IMPORTE LEQUEL

Lorsqu’elles combattent une maladie, nos cellules immunitaires doivent atteindre leur cible rapidement. Des chercheurs de l’Institut autrichien des sciences et technologies (ISTA) ont découvert que les cellules immunitaires génèrent activement leur propre système de guidage pour naviguer dans des environnements complexes. Cela remet en question les notions antérieures sur ces mouvements.

Les découvertes des chercheurs, publiées dans la revue Immunologie scientifiqueaméliorer nos connaissances sur le système immunitaire et proposer de nouvelles approches potentielles pour améliorer la réponse immunitaire humaine.

Les menaces immunologiques telles que les germes ou les toxines peuvent apparaître partout dans le corps humain. Heureusement, le système immunitaire – notre propre bouclier protecteur – dispose de moyens complexes pour faire face à ces menaces.

Par exemple, un aspect crucial de notre réponse immunitaire implique le mouvement collectif coordonné des cellules immunitaires lors d’une infection et d’une inflammation. Mais comment nos cellules immunitaires savent-elles quelle direction prendre ?

Un groupe de scientifiques du groupe Sixt et du groupe Hannezo de l’Institut des sciences et technologies d’Autriche (ISTA) s’est penché sur cette question. Dans leur étude, les chercheurs ont mis en lumière la capacité des cellules immunitaires à migrer collectivement à travers des environnements complexes.

Cellules dendritiques : les messagers

Les cellules dendritiques (DC) sont l’un des acteurs clés de notre réponse immunitaire. Ils fonctionnent comme un messager entre la réponse innée (la première réaction du corps à un envahisseur) et la réponse adaptative (une réaction retardée qui cible des germes très spécifiques et crée des souvenirs pour combattre les infections futures). Comme les détectives, les DC scannent les tissus à la recherche d’intrus.

Une fois qu’ils ont localisé un site d’infection, ils sont activés et migrent immédiatement vers les ganglions lymphatiques, où ils transmettent le plan de bataille et lancent les étapes suivantes de la cascade.

Leur migration vers les ganglions lymphatiques est guidée par des chimiokines, petites protéines de signalisation libérées par les ganglions lymphatiques, qui établissent un gradient.

Dans le passé, on pensait que les CD et autres cellules immunitaires réagissaient à ce gradient externe, évoluant vers une concentration plus élevée. Cependant, de nouvelles recherches menées à l’ISTA remettent désormais en question cette notion.

Un récepteur, deux fonctions

Les scientifiques ont examiné de près un récepteur, une structure de surface trouvée sur les CD activées, appelée « CCR7 ». La fonction essentielle du CCR7 est de se lier à une molécule spécifique des ganglions lymphatiques (CCL19), qui déclenche les prochaines étapes de la réponse immunitaire.

«Nous avons découvert que CCR7 détecte non seulement CCL19, mais contribue également activement à façonner la distribution des concentrations de chimiokines», explique Jonna Alanko, ancienne postdoctorante du laboratoire de Michael Sixt.

À l’aide de différentes techniques expérimentales, ils ont démontré qu’à mesure que les CD migrent, elles absorbent et internalisent les chimiokines via le récepteur CCR7, entraînant une diminution locale de la concentration de chimiokines.

Avec moins de molécules de signalisation, elles se déplacent vers des concentrations plus élevées de chimiokines. Cette double fonction permet aux cellules immunitaires de générer leurs propres signaux d’orientation pour orchestrer plus efficacement leur migration collective.

Le mouvement dépend de la population cellulaire

Pour comprendre quantitativement ce mécanisme à l’échelle multicellulaire, Alanko et ses collègues se sont associés aux physiciens théoriciens Edouard Hannezo et Mehmet Can Ucar, également à l’ISTA. Grâce à leur expertise en matière de mouvement et de dynamique cellulaire, ils ont établi des simulations informatiques capables de reproduire les expériences d’Alanko.

Grâce à ces simulations, les scientifiques ont prédit que le mouvement des cellules dendritiques dépend non seulement de leurs réponses individuelles à la chimiokine mais également de la densité de la population cellulaire.

« C’était une prédiction simple mais non triviale ; plus il y a de cellules, plus le gradient qu’elles génèrent est net, ce qui met vraiment en évidence la nature collective de ce phénomène », explique Can Ucar.

De plus, les chercheurs ont découvert que les cellules T – des cellules immunitaires spécifiques qui détruisent les germes nocifs – bénéficient également de cette interaction dynamique pour améliorer leur propre mouvement directionnel. « Nous sommes impatients d’en savoir plus sur ce nouveau principe d’interaction entre populations cellulaires avec les projets en cours », poursuit le physicien.

Améliorer la réponse immunitaire

Ces découvertes constituent un pas dans une nouvelle direction quant à la façon dont les cellules se déplacent à l’intérieur de notre corps. Contrairement à ce que l’on croyait auparavant, les cellules immunitaires répondent non seulement aux chimiokines, mais jouent également un rôle actif dans la formation de leur propre environnement en consommant ces signaux chimiques. Cette régulation dynamique des signaux de signalisation constitue une stratégie élégante pour guider leur propre mouvement et celui des autres cellules immunitaires.

Cette recherche a des implications significatives pour notre compréhension de la manière dont les réponses immunitaires sont coordonnées au sein du corps. En découvrant ces mécanismes, les scientifiques pourraient potentiellement concevoir de nouvelles stratégies pour améliorer le recrutement des cellules immunitaires vers des sites spécifiques, tels que les cellules tumorales ou les zones d’infection.

A propos de cette actualité de la recherche en neurosciences

Auteur: Jonna Alanko
Source: N’IMPORTE LEQUEL
Contact: Jonna Alanko – ISTA
Image: L’image est créditée à Neuroscience News

Recherche originale : Accès fermé.
“CCR7 agit à la fois comme capteur et comme puits pour que CCL19 coordonne la migration collective des leucocytes» par Jonna Alanko et al. Immunologie scientifique

Abstrait

CCR7 agit à la fois comme capteur et comme puits pour que CCL19 coordonne la migration collective des leucocytes

Les réponses immunitaires reposent sur la migration rapide et coordonnée des leucocytes. S’il est bien établi que la migration unicellulaire est souvent guidée par des gradients de chimiokines et d’autres chimioattractants, la manière dont ces gradients sont générés, maintenus et modulés reste mal comprise.

En combinant des données expérimentales avec la théorie sur la chimiotaxie des leucocytes guidée par le récepteur couplé aux protéines G (GPCR) CCR7, nous démontrons qu’en plus de son rôle de récepteur sensoriel qui dirige la migration, CCR7 agit également comme générateur et modulateur de gradients chimiotactiques. .

Lors de l’exposition au ligand CCR7 CCL19, les cellules dendritiques (DC) internalisent efficacement le récepteur et le ligand dans le cadre de la réponse canonique de désensibilisation du GPCR.

Nous montrons que l’internalisation de CCR7 agit également comme un puits efficace pour le chimioattractant, façonnant dynamiquement la distribution spatio-temporelle de la chimiokine.

Ce mécanisme entraîne des modèles de migration collective complexes, permettant aux PED de créer ou d’accentuer des gradients chimiotactiques.

Nous montrons en outre que ces gradients auto-générés peuvent soutenir le guidage à longue distance des CD, adapter les modèles de migration collective à la taille et à la géométrie de l’environnement et fournir un signal de guidage pour d’autres cellules en comigration.

Un tel double rôle de CCR7 en tant que GPCR qui détecte et consomme son ligand peut ainsi fournir un nouveau mode d’auto-organisation cellulaire.