La figure montre l’organisation complexe des cellules dendritiques dans le ganglion lymphatique. Les vaisseaux sanguins sont représentés en bleu. Les cellules en vert sont de jeunes cellules dendritiques, tandis que les cellules dendritiques en rouge sont plus âgées de quelques jours et ont déjà migré. Les cellules dendritiques en orange ont un âge intermédiaire. Crédit : Dr. Milas Ugur / Université de Würzburg
Des chercheurs ont découvert comment les cellules dendritiques éphémères du système immunitaire forment des réseaux tridimensionnels, en utilisant les vaisseaux sanguins comme guides. Ces réseaux, régulés par les cytokines locales, jouent un rôle crucial dans la défense immunitaire et ont une grande valeur pronostique pour les maladies tumorales. D’autres études visent à déterminer si ces principes s’appliquent universellement à tous les tissus et à l’homme.
Sommaire
Le rôle du système immunitaire et des cellules immunitaires
Les cellules du système immunitaire circulent principalement dans le sang et migrent dans les tissus de l’organisme après une inflammation. Certains types de cellules immunitaires sont cependant localisés en permanence dans les tissus, où ils se rassemblent pour former des réseaux tridimensionnels.
Comment ces réseaux se forment-ils et comment se maintiennent-ils ? Pour les macrophages (phagocytes) à longue durée de vie, la réponse est déjà connue : ils s’installent dans ce que l’on appelle des niches. Il s’agit d’environnements de cellules du tissu conjonctif qui fournissent aux macrophages des nutriments et les maintiennent en vie.
Les cellules dendritiques à la loupe
Une équipe dirigée par les professeurs Georg Gasteiger, Dominic Grün et Wolfgang Kastenmüller de l’Institut d’immunologie systémique de l’Université Julius-Maximilians de Würzburg (JMU) / Groupe de recherche Max Planck s’est maintenant intéressée à un type apparenté de cellules immunitaires, les cellules dendritiques.
Ces cellules immunitaires sont essentielles pour le contrôle des réponses immunitaires car elles constituent la première ligne de défense du système immunitaire : Elles reconnaissent les structures étrangères, les absorbent et les transforment en une sorte de photo d’identité. Elles présentent ensuite la photo à d’autres cellules immunitaires et déclenchent une réponse immunitaire spécifique, par exemple contre des agents pathogènes ou des cellules cancéreuses.
Les cellules dendritiques migrent dans les tissus
La particularité des cellules dendritiques est qu’elles ne vivent qu’une semaine environ et qu’au cours de cette période, elles migrent continuellement dans les tissus de l’organisme. « À cet égard, il était clair que le concept classique de niche ne fonctionnerait pas ici », explique Wolfgang Kastenmüller.
L’équipe de l’université JMU a trouvé un concept entièrement nouveau, selon lequel les réseaux cellulaires tridimensionnels peuvent s’organiser eux-mêmes : Les cellules dendritiques s’orientent vers les vaisseaux sanguins et migrent l’une après l’autre le long de leur paroi extérieure – comme des enfants marchant en file indienne. Les vaisseaux sanguins déterminent ainsi la disposition tridimensionnelle des cellules.
Rôle des cytokines dans la régulation des réseaux
« Nous voulions comprendre comment ce processus est régulé et comment les cellules parviennent à combler les lacunes de leur réseau », explique le Dr Milas Ugur, chercheur au sein du groupe du professeur Kastenmüller. Il est important de combler ces lacunes car, dans le cas contraire, les défenses immunitaires ne fonctionnent plus de manière optimale.
Comme le rapporte l’équipe du JMU dans la revue Immunity, c’est grâce à une cytokine agissant localement, le ligand FLT3, que les cellules dendritiques restent toujours proches les unes des autres au cours de leur migration de développement.
Les cytokines sont produites localement de manière continue et régulière et consommées par les cellules dendritiques. S’il y a des trous dans le groupe, davantage de cytokines sont disponibles pour les cellules dendritiques isolées. Ce surplus accélère leur développement et leur mouvement et les aide à se reconnecter au groupe. Lorsque les cellules ont progressé, elles disposent à nouveau d’un peu moins de cytokines en raison de la concurrence de leurs voisines. Elles ralentissent donc leur vitesse de développement.
Signification pronostique pour les maladies tumorales
Ces résultats sont par exemple importants pour la thérapie du cancer : les cellules dendritiques ont une valeur pronostique élevée pour les maladies tumorales : Plus elles sont nombreuses dans la tumeur, meilleur est le pronostic pour le patient. Cela est particulièrement vrai après une immunothérapie.
« L’amélioration de nos connaissances de base sur la biologie des cellules dendritiques nous aidera à restaurer les réseaux de ces cellules dans les tumeurs et à adapter ainsi des thérapies optimales à l’avenir », explique Kastenmüller.
Prochaines étapes de la recherche
Jusqu’à présent, les données des chercheurs de la JMU sont basées sur l’analyse de ganglions lymphatiques provenant de modèles animaux. L’équipe souhaite ensuite vérifier si les mêmes principes d’organisation du réseau de cellules dendritiques s’appliquent à tous les tissus et à l’homme.
Référence : « Lymph node medulla regulates the spatiotemporal unfolding of resident dendritic cell networks » par Milas Ugur, R. Jacob Labios, Chloe Fenton, Konrad Knöpper, Katarzyna Jobin, Fabian Imdahl, Gosia Golda, Kathrin Hoh, Anika Grafen, Tsuneyasu Kaisho, Antoine-Emmanuel Saliba, Dominic Grün, Georg Gasteiger, Marc Bajénoff et Wolfgang Kastenmüller, 17 juillet 2023, Immunity.
DOI: 10.1016/j.immuni.2023.06.020
Les travaux décrits ont été réalisés en coopération avec des chercheurs de l’Institut Helmholtz de Würzburg pour la recherche sur les infections à base d’ARN (HIRI) et avec des scientifiques de France et du Japon.
L’immunologie à Würzburg
Le centre médical universitaire de Würzburg s’est distingué en tant que centre de recherche important dans le domaine de l’immunologie et a considérablement élargi ses compétences au cours des dernières années. Dans de nombreux instituts et chaires, les scientifiques s’efforcent de mieux comprendre le système immunitaire et de l’utiliser pour lutter contre les maladies. Ce faisant, ils coopèrent étroitement avec d’autres chercheurs en Allemagne et dans le monde.