Le sous-ensemble de neutrophiles nouvellement identifié est une cible thérapeutique prometteuse pour les maladies inflammatoires

À l’aide d’une nanoparticule protéique qu’ils ont conçue, des scientifiques de l’Université de l’Illinois à Chicago ont identifié deux sous-types distincts de neutrophiles et ont découvert que l’un des sous-types peut être utilisé comme cible médicamenteuse pour les maladies inflammatoires.

Les neutrophiles sont un type de globules blancs qui aident à combattre les infections, à éliminer les débris de cellules mortes et à guérir les lésions tissulaires. Mais pour les personnes souffrant de problèmes de santé causés par une inflammation chronique, comme l’arthrite ou la maladie de Crohn, ou une inflammation excessive, comme la septicémie, le rôle des neutrophiles peut être délétère. Les neutrophiles ont été décrits dans la recherche comme contribuant également aux lésions tissulaires – l’arme à double tranchant de l’inflammation. Malheureusement, les médicaments actuels pour les maladies inflammatoires qui ciblent les neutrophiles suppriment tous leurs effets, y compris leurs fonctions anti-infectieuses et cicatrisantes.

L’équipe de l’UIC est la première à caractériser les neutrophiles en deux sous-ensembles.

« Comprendre les différences entre ces sous-ensembles de neutrophiles ouvre la porte à davantage de recherches sur les traitements qui traitent les maladies inflammatoires sans augmenter les risques d’infections des patients », a déclaré l’auteur de l’étude, Kurt Bachmaier, professeur adjoint au département de pharmacologie et de médecine régénérative au Collège de médecine. , qui a dirigé la recherche.

Bachmaier et ses collègues ont d’abord utilisé la plate-forme de nanoparticules, formulée à partir d’une protéine appelée albumine, pour analyser comment les neutrophiles de la moelle osseuse, du sang, de la rate et des tissus pulmonaires interagissent avec la nanoparticule. Ils ont découvert que certains neutrophiles introduisaient la nanoparticule d’albumine dans la cellule par un processus appelé endocytose, tandis que d’autres ne le faisaient pas.

Les scientifiques ont qualifié le sous-type qui endocytosait facilement la nanoparticule d’ANP-high, pour l’albumine nanoparticle high. Les neutrophiles qui n’ont pas absorbé la nanoparticule d’albumine ont été marqués comme ANP-low.

Une enquête plus approfondie avec la nanoparticule d’albumine a montré que les sous-types ont différents récepteurs de surface cellulaire et qu’ils sont fonctionnellement distincts dans leurs capacités utiles à tuer les bactéries et leur potentiel nocif à favoriser l’inflammation. Les neutrophiles riches en ANP n’ont pas aidé à tuer les bactéries, mais ont produit des quantités excessives d’espèces réactives de l’oxygène et de chimiokines et cytokines inflammatoires, qui contribuent à la maladie inflammatoire.

Étant donné que les neutrophiles riches en ANP sont également ceux qui ont capturé la nanoparticule, les scientifiques ont mené des expériences intelligentes en utilisant la nanoparticule d’albumine pour administrer des traitements médicamenteux. Ils ont rempli la nanoparticule d’un médicament anti-inflammatoire et l’ont administré à des souris atteintes de septicémie. Ils ont découvert que les souris traitées avec la nanoparticule chargée de médicament présentaient des signes réduits d’inflammation tissulaire, mais que la défense de l’hôte neutrophile était préservée.

« La nanoparticule d’albumine, qui était remplie de médicament, s’est spécifiquement liée aux neutrophiles riches en ANP et a déchargé leur cargaison dans la cellule, l’arrêtant dans son élan », a déclaré Bachmaier. « Nous avons trouvé des neutrophiles riches en ANP non seulement chez les souris mais aussi chez les humains, ouvrant la possibilité d’une thérapie ciblée spécifique au sous-ensemble de neutrophiles pour les maladies inflammatoires humaines. »

« La science peut être un peu comme de la magie – en ciblant uniquement les neutrophiles riches en ANP, nous avons arrêté l’inflammation incontrôlable tout en préservant l’inflammation qui combat les bactéries de ces cellules de type Janus », a déclaré l’auteur principal Asrar Malik, Schweppe Family Professeur émérite et chef du département de pharmacologie et de médecine régénérative.

Ces résultats sont rapportés dans l’article « Albumin Nanoparticle Endocytosing Subset of Neutrophils for Precision Therapeutic Targeting of Inflammatory Tissue Injury », publié dans ACS Nanoune publication scientifique de l’American Chemical Society et la principale revue de nanotechnologie.

Les co-auteurs de l’article sont Andrew Stuart, Amitabha Mukhopadhyay, Sreeparna Chakraborty, Zhigang Hong, Li Wang, Yoshikazu Tsukasaki, Mark Maienschein-Cline, Balaji Ganesh, Prasad Kanteti et Jalees Rehman.