Des différences décisives dans la vie interne des cellules immunitaires mises en évidence

De l'extérieur, la plupart des cellules immunitaires ont exactement la même apparence : petites et sphériques. Pourtant, des chercheurs dirigés par Berend Snijder de l'Institut de biologie systémique moléculaire de l'ETH Zurich ont pu jeter un coup d'œil à l'intérieur de ces cellules grâce à des méthodes sophistiquées. Ils ont ainsi découvert que la structure - "l'architecture cellulaire" selon les termes de Snijder - des cellules T cytotoxiques décide de leur sort.

Des caractéristiques qui déterminent le destin

Lorsqu'elles rencontrent un agent pathogène, les cellules dont le noyau est invaginé se transforment en cellules effectrices puissantes qui se multiplient rapidement et tuent l'agent pathogène. Leurs sœurs au noyau sphérique, en revanche, se déplacent plus lentement : leur activation prend plus de temps - et aboutit finalement à la formation de cellules mémoires à longue durée de vie, qui protègent l'organisme d'une nouvelle infestation par le même agent pathogène.

La science sait depuis une cinquantaine d'années qu'il existe ces deux populations de lymphocytes T aux fonctions différentes. "Mais jusqu'à présent, on ne savait pas quelles caractéristiques une cellule T devait présenter pour se transformer, après son activation, en cellule effectrice ou en cellule mémoire", explique Ben Hale, post-doctorant dans le groupe de recherche de Snijder et premier auteur de l'article qui vient d'être publié dans la revue spécialisée. page externeScience article paru.

Pour rechercher ces caractéristiques, les chercheurs ont créé une plateforme capable d'évaluer automatiquement des images de cellules immunitaires au microscope. Les chercheurs ont soumis à cette plateforme des milliers de cellules T provenant de 24 personnes en bonne santé qui avaient donné volontairement leur sang au service de transfusion sanguine zurichois de la Croix-Rouge suisse.

Des différences inattendues

Grâce à une méthodologie basée sur l'apprentissage automatique, la plateforme a classé les cellules en trois groupes différents. "Nous avions déjà vu auparavant que certaines cellules T étaient en forme de bouteille après leur activation", explique Snijder. "Mais nous ne nous attendions pas à ce que les cellules rondes puissent également être divisées en deux groupes différents".

Dans le cadre d'études complémentaires, les chercheurs ont en outre constaté que les différences dans l'architecture cellulaire des cellules rondes avaient une signification fonctionnelle. "Les cellules dont le noyau est invaginé sont conçues pour être activées rapidement : En l'espace de 24 heures, nombre d'entre elles se transforment en cellules effectrices en forme de bouteille", explique Hale.

"De plus, elles réagissent plus fortement lorsqu'elles sont activées. Et elles se multiplient beaucoup plus rapidement que les cellules sans invagination", ajoute Snijder. Avec son équipe, il a également élucidé le mécanisme moléculaire de l'activation plus rapide et plus forte des cellules à invagination : "Grâce à l'architecture cellulaire spéciale, beaucoup plus d'ions calcium peuvent affluer", explique Snijder.

En discutant avec les deux chercheurs, il apparaît clairement que de nombreuses questions attendent encore une réponse. Par exemple, Snijder et son équipe veulent découvrir comment l'organisme s'assure que 60 pour cent des cellules T cytotoxiques dans le sang présentent toujours des invaginations, alors que 35 pour cent ne présentent aucune invagination et que les 5 pour cent restants sont en forme de bouteille.

Améliorer l'efficacité clinique des traitements

Leurs résultats ne sont pas seulement "importants pour la compréhension fondamentale du fonctionnement de nos cellules immunitaires", estiment Snijder et Hale, mais jouent également un rôle important dans la lutte contre le cancer, par exemple : "De nombreux traitements d'un nouveau genre font appel aux cellules T pour tuer les cellules cancéreuses", explique Snijder. "Si nous pouvons à l'avenir sélectionner et utiliser de manière ciblée cette architecture cellulaire qui peut être activée plus fortement, nous pourrons peut-être améliorer l'efficacité clinique de tels traitements".