Cartographie du réseau de communication du système immunitaire
Des chercheurs du Wellcome Sanger Institute (GB) et de l'ETH Zurich ont établi pour la première fois une carte complète des connexions du système immunitaire humain. Cette carte montre comment les cellules immunitaires communiquent entre elles et comment ces voies évoluent en cas de maladie.
Le système immunitaire de l'homme est composé de nombreuses cellules hautement spécialisées, dont certaines se déplacent dans le corps sans être liées et de manière isolée, à la recherche de signes de blessures ou d'agents pathogènes. Dès que ces cellules détectent une menace, elles doivent transmettre le message à d'autres cellules afin de déclencher une réaction immunitaire efficace. Les protéines de surface, qui se lient à des protéines réceptrices appropriées à la surface d'autres cellules, constituent une possibilité de transmission de signaux de cellule à cellule.
La connaissance de toutes ces voies de communication et des interactions correspondantes était cependant incomplète jusqu'à présent en raison de l'immense diversité des structures de surface sur les cellules immunitaires.
Première carte détaillée du réseau
Des chercheurs du Wellcome Sanger Institute (GB) et de l'ETH Zurich comblent désormais ces lacunes. Dans le cadre d'un effort commun, ils ont établi pour la première fois une carte complète du réseau de ces liaisons de récepteurs. Ils montrent ainsi en détail comment les cellules immunitaires interagissent et communiquent entre elles dans tout le corps. L'étude correspondante vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Nature".
Si l'on veut développer de nouvelles immunothérapies contre les maladies, il est essentiel de comprendre en profondeur les interactions entre les cellules immunitaires et l'intégration de cette communication dans le corps humain.
Grâce à cette carte, les chercheurs peuvent identifier comment différentes maladies affectent le système immunitaire dans son ensemble. Elle permet également d'étudier de nouvelles substances actives qui se lient à différentes protéines de surface des cellules immunitaires. Les protéines de surface cellulaire servent plus souvent que tout autre type de protéine de structure cible pour de nouveaux médicaments, car elles sont accessibles aux substances actives et ont une forte influence sur les signaux qu'une cellule reçoit.
Dans le cadre de cette étude, les chercheurs ont également découvert de nombreux composés jusqu'alors inconnus, qui apportent un nouvel éclairage sur l'organisation des défenses immunitaires de l'organisme. Les chercheurs obtiennent ainsi également des réponses aux questions concernant les cibles thérapeutiques des immunothérapies déjà appliquées aux patients. A l'avenir, la carte du système immunitaire, accessible en toute transparence, pourrait également jouer un rôle décisif dans la recherche de nouvelles (immuno-)thérapies.
"Cette recherche a donné naissance à un nouvel outil incroyable. Grâce à lui, nous pouvons désormais découvrir quelles protéines et voies de signalisation pourraient servir de cibles pour de nouveaux médicaments".Berend Snijder, professeur à l'Institut de biologie systémique moléculaire de l'ETH Zurich
Les immunothérapies ont déjà démontré leur grand potentiel dans le traitement de maladies telles que certains cancers. Cependant, elles ne sont parfois efficaces que pour certains groupes de patients et certaines maladies. Grâce à la nouvelle carte du réseau des liaisons des récepteurs immunitaires, les chercheurs peuvent expliquer pourquoi les immunothérapies n'agissent que sur un sous-groupe de patients. La carte peut également aider à identifier de nouvelles protéines cibles pour le développement de futures immunothérapies pour les patients qui ne bénéficient pas actuellement de tels traitements.
Une compréhension approfondie des signaux cellule-cellule dans le système immunitaire est également nécessaire pour prévenir et traiter les maladies auto-immunes. Les maladies auto-immunes sont dues au fait que le système immunitaire confond les signaux internes et reconnaît ses propres cellules comme étrangères et les attaque.
Les protéines de surface sont des clés
Pour cette étude, l'équipe de recherche a isolé et examiné un ensemble presque complet de protéines de surface qui relient physiquement les cellules immunitaires entre elles. Ensuite, à l'aide d'analyses computationnelles et mathématiques poussées, les chercheurs ont établi une carte montrant les types de cellules, les messagers et la vitesse relative des différentes "conversations" entre les cellules immunitaires.
L'établissement de cette carte du réseau du système immunitaire a nécessité beaucoup de travail de développement et d'efforts. Chaque cellule immunitaire peut présenter des centaines de protéines de surface et de récepteurs différents, et les interactions entre ces protéines sont souvent si fugaces que les chercheurs ont dû développer des méthodes spéciales pour caractériser les connexions.
Berend Snijder, professeur à l'Institut de biologie systémique moléculaire de l'ETH Zurich et coauteur de l'étude, déclare : "Cette recherche a donné naissance à un nouvel outil incroyable. Grâce à lui, nous pouvons désormais découvrir quelles protéines et voies de signalisation pourraient servir de points de départ à de nouveaux médicaments. Il peut également permettre de savoir si un médicament a un impact sur d'autres voies de signalisation susceptibles de provoquer des effets secondaires". Toutes ces informations pourraient contribuer à ce que des candidats médicaments potentiellement appropriés soient étudiés dans le cadre d'études cliniques.
Ce texte est basé sur un communiqué de presse du page externeInstitut Wellcome Sanger.
Référence bibliographique
Shilts J, Yannick S, et al. A physical wiring diagram for the human immune system, Nature (2022), doi : page externe10.1038/s41586-022-00000-0