Corrélation Fonctionnelle entre les Cellules Myéloïdes et l'Abondance Membranaire
Au cours des dernières décennies, avec le développement rapide de la science et de la technologie, la compréhension humaine du système immunitaire s’est approfondie. Parmi toutes les cellules immunitaires, les cellules phagocytaires spécialisées (comme les neutrophiles et les macrophages) jouent un rôle crucial dans l’élimination des cellules apoptotiques, des débris cellulaires et des agents pathogènes envahissants. Ces cellules capturent et endocytent des substances étrangères par phagocytose, un comportement hautement conservé sur le plan évolutif, essentiel au bon fonctionnement physiologique des organismes multicellulaires. Cependant, la dérégulation de la phagocytose est associée à diverses maladies, notamment une susceptibilité accrue aux infections, des maladies auto-immunes, des maladies neurodégénératives et l’athérosclérose.
Bien que de nombreux succès aient été obtenus dans la compréhension des mécanismes biochimiques régulant la phagocytose, notre connaissance des modèles biophysiques et biochimiques de ce processus reste limitée. Ce projet de recherche, dirigé par Benjamin Y. Winer et son équipe, a été publié dans 《Science Immunology》 (titre : Plasma membrane abundance dictates phagocytic capacity and functional cross-talk in myeloid cells, date : 7 juin 2024). L’équipe provient de plusieurs institutions de recherche, dont le Memorial Sloan Kettering Cancer Center et l’Université de Californie à San Francisco.
L’équipe de recherche a découvert que l’abondance de la membrane plasmique (membrane cellulaire) est un facteur clé régulant le comportement des cellules phagocytaires. En éliminant le gène de la sous-unité protéique Gβ4, ils ont observé une expansion significative de la membrane chez les neutrophiles et les macrophages, accompagnée d’une diminution notable de la tension membranaire. Ces changements biophysiques favorisent la phagocytose des bactéries, des champignons, des cellules apoptotiques et des cellules cancéreuses. De plus, les chercheurs ont constaté que les neutrophiles dépourvus de Gβ4 présentent une déficience dans l’inhibition normale de leur capacité migratoire après l’ingestion de matériel cellulaire. In vivo, les neutrophiles des souris sans Gβ4 montrent non seulement une capacité accrue à phagocyter les conidies de champignons inhalés dans les poumons, mais également une capacité accrue à transporter ces agents pathogènes phagocytés vers d’autres organes. Ces résultats révèlent un mécanisme de contrôle biophysique inattendu et important, qui est central pour les décisions fonctionnelles des cellules myéloïdes.
Winer et al. ont d’abord décrit en détail comment les voies biochimiques influencent la phagocytose, en particulier comment les molécules protéiques médiatisent la reconnaissance des objets extracellulaires et comment les voies de signalisation conduisent à l’enveloppement du matériel. Ils ont également noté que la phagocytose est un processus fortement physique, et donc potentiellement régulé par des modèles biophysiques et biochimiques. C’est précisément ce sur quoi cette étude se concentre. En éliminant la sous-unité Gβ4, les chercheurs ont découvert son rôle important dans la phagocytose et la migration des cellules, offrant de nouvelles perspectives sur la manière de réguler les cellules immunitaires et les possibles traitements des maladies.
Grâce à cette recherche, Winer et al. ont non seulement élucidé les mécanismes biophysiques se produisant dans la phagocytose, mais ont également souligné la valeur potentielle de ces mécanismes pour comprendre et traiter les maladies liées à un dysfonctionnement de la phagocytose. Les futures recherches pourraient explorer la manipulation de l’activité des cellules immunitaires en ciblant les structures cellulaires de base, permettant de réguler la fonction des cellules immunitaires indépendamment de cibles spécifiques. Cette étude pourrait ouvrir de nouvelles voies pour le traitement des infections microbiennes systémiques et améliorer le potentiel antitumoral des macrophages modifiés par récepteur antigénique chimérique (CAR).