Pourquoi les macrophages jeûnent-ils dans les tissus sains ?

Les macrophages sont un type de cellules sanguines blanches. Dans notre corps, ils sont notamment utilisés comme "cellules mangeuses" : ils détectent les agents pathogènes bactériens, les incorporent et déclenchent une réaction inflammatoire qui combat le foyer d'infection. Les macrophages sont régulés par des messagers et d'autres substances biochimiques. Ces molécules font en sorte que les macrophages augmentent leur activité en cas de besoin et la réduisent une fois le travail terminé.

Viola Vogel, professeure au Département des sciences et technologies de la santé, et son post-doctorant Nikhil Jain viennent de découvrir une nouvelle façon de réguler les macrophages pro-inflammatoires : via l'information spatiale. Lorsque les macrophages se trouvent dans les tissus entre d'autres cellules et qu'ils sont confinés par celles-ci, leur activité est atténuée, et ce même en présence de messagers hautement régulateurs.

Pas de réactions inflammatoires inutiles

"Les macrophages ne circulent pas seulement dans le sang, mais se trouvent également dans toutes sortes de tissus. Ils jouent en quelque sorte le rôle de gardiens et attendent qu'on ait besoin d'eux", explique Vogel. Pour le corps, il est très important que les macrophages se tiennent tranquilles dans les tissus intacts, sinon des réactions inflammatoires inutiles se produiraient. "Ce n'est que lorsque les tissus sont endommagés que les macrophages doivent devenir actifs". Ce qui atténue la réaction inflammatoire des macrophages dans les tissus sains n'a pas encore été entièrement compris.

Les scientifiques de l'ETH concluent que ces cellules phagocytaires ne sont pas seulement régulées biochimiquement, mais aussi mécaniquement, grâce à des expériences de culture cellulaire en laboratoire. Pour cela, ils ont notamment utilisé des boîtes de culture cellulaire spéciales avec des orientations semblables à des pores, dans lesquelles les cellules ont été enfermées individuellement.

Ces expériences ont également permis aux chercheurs de décrypter le mécanisme moléculaire sous-jacent. La fonction d'un macrophage est en effet liée à sa taille : si sa fonction est hautement régulée, il grandit en élargissant son squelette cellulaire. Cela libère des facteurs qui influencent l'activité des gènes. En revanche, si le macrophage est rétréci de l'extérieur, il ne peut pas croître.

Comprendre les maladies et améliorer les implants

La nouvelle découverte selon laquelle les facteurs spatiaux contrôlent l'activation des macrophages a des répercussions sur la compréhension de différentes maladies. "Il existe un certain nombre d'affections causées par le fait que le corps ne contrôle pas suffisamment les macrophages et que ces cellules produisent des messagers chimiques favorisant l'inflammation", explique Vogel. Parmi ces maladies, il y a les rhumatismes, l'artériosclérose, l'obésité, le cancer et certaines maladies auto-immunes.

En outre, cette découverte conduit à de nouvelles idées sur la manière dont les surfaces des implants pourraient être structurées afin de réduire les inflammations, explique Vogel. "Nous montrons que la structure de la surface d'un matériau influence la réaction des macrophages". Il est désormais possible de se demander par exemple si les implants à surface poreuse forment moins de tissu cicatriciel autour d'eux, ce dont on dispose déjà de premiers indices.