Une étude révolutionnaire révèle comment les neutrophiles forment leurs structures nucléaires uniques, résolvant ainsi un mystère des années 1880. Cette découverte pourrait révolutionner la thérapie immunitaire en permettant l’ingénierie de cellules immunitaires avec de nouvelles formes nucléaires pour améliorer leurs capacités à combattre les maladies.
Les scientifiques pourraient peut-être diriger les cellules immunitaires vers les zones malades. Il y a près de 150 ans, des scientifiques ont découvert que les cellules sanguines spécialisées jouaient un rôle essentiel dans la protection du système immunitaire contre les infections et les maladies.
Certains groupes de ces globules blancs, maintenant appelés neutrophiles, possèdent un noyau dont la structure est étonnamment différente de celle de la plupart des noyaux. La majorité des cellules comportent des noyaux de forme ronde ou ovale qui sont rigides, mais les neutrophiles diffèrent en ce que leurs noyaux adoptent de multiples structures lobulaires semblables à celles des arrangements de pétales de fleurs.
Structures nucléaires uniques
Ces formes nucléaires uniques permettent aux neutrophiles de voyager dans tout le corps pour identifier et combattre les agents pathogènes envahisseurs. Bien que l’on sache désormais beaucoup de choses sur le rôle des neutrophiles dans la lutte contre les infections, la manière dont ces structures nucléaires particulières sont assemblées reste énigmatique depuis les années 1880.
Les neutrophiles, cellules sanguines qui servent de première réponse aux bactéries envahissantes, comportent des noyaux qui – plutôt que d’être uniformément ronds comme la plupart des autres cellules – sont divisés en plusieurs pétales ou lobes, leur permettant de migrer dans des tissus densément peuplés. Ici, ils sont représentés dans la moelle osseuse humaine (cellules violettes) en compagnie de nombreux globules rouges. Crédit : Dr Huan-You Wang
Percée dans la compréhension
Rapport dans NatureIndumathi Patta, chercheur postdoctoral à l’École des sciences biologiques de l’Université de Californie à San Diego, et le professeur Cornelis Murre, en collaboration avec le Dr Ming Hu de la Cleveland Clinic Foundation, ont déchiffré le puzzle de changement de forme du noyau des neutrophiles.
« Nous savons maintenant comment ces formes nucléaires sont assemblées et c’est un processus magnifique », a déclaré Murre, professeur distingué au Département de biologie moléculaire.
Indumathi Patta, chercheur postdoctoral à l’École des sciences biologiques de l’UC. Crédit : Université de Californie à San Diego
Mécanisme dévoilé
En utilisant une combinaison d’anciennes procédures de coloration combinées à des techniques avancées, appelées études de capture de conformation chromosomique, les chercheurs ont dévoilé comment les noyaux en forme de fleur sont assemblés. Alors que les chromosomes des cellules arrondies se replient en faisceaux empilés de ADN boucles, les génomes des neutrophiles ne disposent pas de telles boucles. Remarquablement, lorsque les chercheurs ont retiré les boucles de chromatine, les cellules progénitrices ont rapidement converti les formes nucléaires rondes en arrangements de pétales de fleurs comme ceux trouvés dans les neutrophiles. Cette simple conversion a également suffi à activer des milliers de gènes associés à un programme génétique inflammatoire qui permet aux neutrophiles de combattre les bactéries envahissantes.
Après avoir dévoilé la question de l’assemblage des boucles des neutrophiles, les chercheurs pensent désormais disposer des instructions nécessaires pour guider le développement de nouvelles formes nucléaires.
Indumathi Patta, chercheur postdoctoral à l’École des sciences biologiques de l’UC, et le professeur Cornelis Murre. Crédit : Université de Californie à San Diego
Implications pour les thérapies immunitaires
« Cela ouvre potentiellement un nouveau chapitre passionnant dans la thérapie immunitaire puisque, en théorie, il devrait être possible de modifier la structure nucléaire des cellules immunitaires tueuses afin qu’elles puissent plus facilement envahir des environnements complexes et solides, tels que les tumeurs », a déclaré Murre. « Essentiellement, cela pourrait conduire à la conception de nouvelles formes nucléaires dans les cellules immunitaires effectrices, ce qui constitue un nouveau concept dans le développement de produits thérapeutiques. »
Les auteurs de l’étude sont : Indumathi Patta, Maryam Zand, Lindsay Lee, Shreya Mishra, Alexandra Bortnick, Hanbin Lu, Arpita Prusty, Sara McArdle, Zbigniew Mikulski, Huan-You Wang, Christine Cheng, Kathleen Fisch, Ming Hu et Cornelis Murre. .
