Des cellules immunitaires jettent des filets pour nous sauver du mal

Die 5 Biologischen Naturgesetze - Die Dokumentation (Juillet 2019).

Anonim

Nos cellules immunitaires peuvent subir une forme spectaculaire de mort cellulaire, en utilisant leur propre ADN pour fabriquer des moustiquaires qui tuent les microbes infectieux. Maintenant, pour la première fois, les techniques de microscopie avancées ont permis aux scientifiques de visualiser les détails du comportement des cellules immunitaires au cours de ce processus extraordinaire.

"Les neutrophiles, le type le plus commun de globules blancs, sont généralement l'une des premières cellules immunitaires sur le site de l'infection et ils ont un large éventail de réponses possibles", explique le Dr Astrid Obermayer (Université de Salzbourg). "Il s'agit notamment d'ingérer des microbes (un processus appelé phagocytose) et d'envoyer des signaux pour recruter d'autres types de cellules immunitaires." En 2004, il a été découvert qu'ils peuvent également capturer des microbes à l'aide de pièges fabriqués à partir de fils d'ADN avec des protéines antimicrobiennes qui leur sont attachées (pièges à neutrophiles extracellulaires - NET). Cela se produit lorsque les neutrophiles subissent une forme spécialisée de mort cellulaire, appelée NETosis (1) (2).

Pendant la NETosis, la présence de micro-organismes pathogènes stimule les enzymes dans les neutrophiles pour transformer et dégrader les protéines appelées histones qui maintiennent l'ADN étroitement enroulé. Cela provoque le gonflement du noyau et est suivi par la rupture de l'enveloppe nucléaire, libérant l'ADN dans la partie principale de la cellule. Ici, les enzymes bactéricides et digestives s'attachent à l'ADN décondensé. Finalement, la membrane cellulaire se rompt, libérant les NET dans l'espace extracellulaire où ils détruisent directement les microbes et agissent comme une barrière pour empêcher la propagation de la maladie.

"Bien que NETosis dans des cellules individuelles ait été bien documenté, les NET forment généralement des réseaux complexes et continus et il était difficile de savoir comment ces modèles interconnectés se forment", explique le Dr Obermayer. Pour étudier cette question, les chercheurs ont utilisé diverses techniques de microscopie hautement qualifiées sur les neutrophiles de souris et d’êtres humains. Celles-ci comprenaient des cellules de marquage avec des anticorps fluorescents qui reconnaissent les protéines spécifiques du NET et génèrent des images de grande profondeur de champ de la structure 3D NET à l'aide d'un microscope électronique à balayage (MEB).

En traitant les cellules avec un stimulus chimique, les chercheurs ont pu déclencher artificiellement la formation de NET et capturer chaque étape du processus. Ils ont découvert que les neutrophiles produisaient leurs TNE de manière similaire à la façon dont une araignée tisse sa toile. D'abord, ils attachent un fil d'ADN à un obstacle, puis s'en échappent, permettant à l'ADN de se dérouler en une longue chaîne. Le fil se disperse plus tard, formant une structure en forme de filet. "Très souvent, ces fils sont tirés sur ou dépassent d'autres neutrophiles, et ce contact semble activer la formation de NET dans ces cellules, conduisant à une réaction en chaîne", explique le Dr Obermayer. Cela explique comment un petit nombre de cellules peuvent construire de tels pièges interconnectés sur de grandes zones.

Sur le plan de l'évolution, les pièges extracellulaires sont une stratégie de défense ancienne et ils sont même observés chez les invertébrés tels que les crabes ou les moules. "Les TNE constituent un mécanisme de défense très rapide et à large spectre du système immunitaire inné, mais ils peuvent agir comme une arme à double tranchant", déclare le Dr Obermayer. "Parce qu’elle n’est pas spécifique, les enzymes peuvent également agir contre le tissu hôte". À l'avenir, le Dr Obermayer envisage de développer une technique d'observation de la NETosis dans les cellules vivantes et de déterminer si les NET se forment différemment selon le type d'infection.

Ces résultats seront présentés lors de la réunion annuelle 2016 de la Society for Experimental Biology, à Brighton, le mercredi 6 juillet 2016.