Rapport de recherche : Les neutrophiles perturbent l’homéostasie des cellules B-1a en ciblant Siglec-G, aggravant ainsi la septicémie

Introduction

La septicémie est un dysfonctionnement organique mettant la vie en danger, causé par une réponse immunitaire dérégulée à l’infection. Le dysfonctionnement du système immunitaire accompagnant la septicémie est principalement déclenché par les motifs moléculaires associés aux pathogènes (PAMPs) et les motifs moléculaires associés aux dommages (DAMPs), conduisant à un état inflammatoire excessif de l’organisme. Les lymphocytes B sont principalement divisés en deux sous-groupes : les cellules B-1 et les cellules B-2. Chez la souris, les cellules B-1 sont subdivisées en cellules B-1a CD5+ et cellules B-1b CD5-. Les cellules B-1a sont des cellules immunitaires innées importantes qui jouent un rôle crucial dans l’homéostasie tissulaire et la défense de l’hôte en sécrétant des anticorps IgM naturels et de l’IL-10.

Dans la septicémie, le nombre de cellules B-1a dans la cavité péritonéale diminue significativement, en partie en raison de leur migration vers la rate et de leur transformation en plasmocytes, modifiant ainsi leur phénotype et leur fonction. Actuellement, les mécanismes de régulation de ce processus de migration ne sont pas entièrement compris. Des recherches ont montré que la chimiokine CXCL12 et son récepteur CXCR4 jouent un rôle clé dans le processus de migration des cellules B-1a. Siglec-G (lectine de type immunoglobuline liant l’acide sialique) est un récepteur immunorégulateur principalement exprimé sur les cellules B-1a, qui régule négativement la prolifération et l’activation des cellules B-1a médiées par le récepteur des cellules B (BCR), et régule la migration des cellules B-1a en interagissant avec CXCR4 et CXCL12.

Les recherches ont également souligné le double rôle des neutrophiles dans la septicémie : ils migrent rapidement vers les sites d’infection pour éliminer les pathogènes envahissants, mais provoquent également une inflammation et des dommages aux organes en libérant des pièges extracellulaires neutrophiles (NETs). Cependant, on ne sait pas encore clairement si les neutrophiles favorisent la migration des cellules B-1a par leur accumulation excessive.

Source de la recherche

L’article a été rédigé par Chuyi Tan, Bridgette Reilly, Gaifeng Ma, Atsushi Murao, Alok Jha, Monowar Aziz et Ping Wang, provenant d’institutions telles que les Feinstein Institutes for Medical Research à New York, États-Unis, la Xiangya School of Medicine, Central South University, et le Hunan, Chine, et publié dans le journal “Cellular & Molecular Immunology” en 2024.

Processus de recherche

Aperçu du processus de recherche

Cette étude a principalement révélé le rôle des neutrophiles, de l’élastase neutrophile (NE) et de Siglec-G dans la migration et le maintien de l’homéostasie des cellules B-1a à travers les étapes suivantes :

1. Expériences sur le modèle de septicémie : Construction d’un modèle de ligature et ponction cécales (CLP) chez la souris pour évaluer les changements du nombre de cellules B-1a dans la cavité péritonéale et la rate des souris septiques.
2. Expériences de migration cellulaire : Évaluation de la migration des cellules B-1a et du rôle régulateur de Siglec-G par des expériences in vivo et in vitro.
3. Analyses biochimiques et de biologie computationnelle : Étude des interactions entre Siglec-G, CXCL12 et CXCR4 par immunofluorescence et résonance plasmonique de surface. De plus, utilisation de méthodes bioinformatiques pour prédire et identifier les sites de clivage de NE, et conception et validation d’un petit peptide leurre protégeant Siglec-G du clivage par NE.
4. Analyse expérimentale humaine : Évaluation de l’expression de Siglec-10 (homologue humain de Siglec-G) et de NE dans les cellules B-1 de patients septiques et de sujets sains.

Processus détaillé

a) Procédures expérimentales spécifiques :

• Modèle de septicémie : Induction de la septicémie chez la souris par ligature et ponction cécales. Évaluation du nombre de cellules B-1a et de l’expression de Siglec-G dans la cavité péritonéale et la rate 20 heures après la chirurgie.
• Analyse de la migration cellulaire et du phénotype : Injection de cellules B-1a marquées par un colorant dans la cavité péritonéale et observation de leur migration après 20 heures. Utilisation de la cytométrie en flux pour détecter les changements phénotypiques des cellules B-1a ayant migré vers la rate.
• Expériences de migration in vitro : Évaluation de la capacité de migration des cellules B-1a déficientes en Siglec-G et de type sauvage induite par CXCL12 à l’aide de chambres de migration transmembranaire.
• Analyses biochimiques : Exploration des interactions entre Siglec-G, CXCL12 et CXCR4 à l’aide de modélisation computationnelle et de résonance plasmonique de surface.
• Rôle de NE : Étude de l’effet de clivage de NE sur Siglec-G et de son impact sur la migration des cellules B-1a à l’aide d’anticorps neutralisants et d’inhibiteurs spécifiques de l’élastase neutrophile. Validation supplémentaire de l’action de clivage de NE sur Siglec-G par docking protéique et Western blot.
• Conception et validation du petit peptide leurre : Conception d’un petit peptide basé sur des modèles computationnels, validation de son effet protecteur sur Siglec-G contre le clivage par NE par des expériences in vivo et in vitro, et évaluation de son effet protecteur sur les souris septiques.
• Analyse des données humaines : Analyse de l’expression de Siglec-10 et de NE dans les cellules B-1 de sujets sains et de patients septiques à l’aide de données de séquençage d’ARN unicellulaire.

b) Analyse des résultats :

• Expériences sur souris septiques : Découverte d’une diminution significative du nombre de cellules B-1a dans la cavité péritonéale et d’une augmentation significative dans la rate chez les souris septiques. Ces changements étaient plus prononcés chez les souris déficientes en Siglec-G.
• Expériences de migration in vitro : Démonstration que l’absence de Siglec-G augmente significativement la capacité de migration des cellules B-1a, soutenant le rôle de régulation négative de Siglec-G sur la migration des cellules B-1a.
• Études d’interaction : Les résultats de résonance plasmonique de surface et de modélisation computationnelle ont tous deux montré une forte interaction entre Siglec-G, CXCL12 et CXCR4, indiquant que Siglec-G inhibe la migration des cellules B-1a en interférant avec la voie de signalisation CXCL12-CXCR4.
• Action de clivage de NE : Utilisation de prédictions computationnelles, d’expériences biochimiques et de simulations de docking protéique pour révéler les sites de clivage de NE sur Siglec-G et valider le mécanisme par lequel NE favorise la migration des cellules B-1a en clivant Siglec-G.
• Efficacité du petit peptide leurre : Les résultats expérimentaux ont montré que le petit peptide leurre prévient efficacement le clivage de Siglec-G par NE, réduisant significativement la réponse inflammatoire et améliorant la survie des souris septiques.
• Analyse des données humaines : Chez les patients septiques, l’expression de Siglec-10 à la surface des cellules B-1 était significativement réduite, tandis que NE était significativement augmentée dans les neutrophiles, soutenant l’applicabilité du mécanisme découvert chez l’homme.

Signification et valeur de la recherche

Cette étude révèle un mécanisme clé par lequel les neutrophiles régulent la migration des cellules B-1a via le clivage de Siglec-G médié par NE, offrant une nouvelle perspective sur le comportement des cellules B-1a dans la septicémie. De plus, en concevant un petit peptide leurre pour empêcher le clivage de Siglec-G par NE, l’étude a réussi à réduire la réponse inflammatoire et à améliorer la survie des souris septiques, démontrant une stratégie thérapeutique potentielle.

Points forts de la recherche :

• Découvertes importantes : Première révélation du mécanisme par lequel Siglec-G régule la migration des cellules B-1a ; découverte que l’action de clivage de NE est un facteur clé conduisant à la dérégulation de la migration des cellules B-1a dans la septicémie.
• Méthode novatrice : Conception d’un petit peptide leurre capable de bloquer le clivage de Siglec-G par NE, protégeant l’homéostasie des cellules B-1a et réduisant la réponse inflammatoire, démontrant une approche thérapeutique entièrement nouvelle.

À travers cette série d’expériences, l’étude a établi le rôle régulateur de Siglec-G dans la migration des cellules B-1a et offre le potentiel de nouvelles cibles et thérapies, ouvrant de nouvelles directions pour le traitement de la septicémie et d’autres maladies inflammatoires.