À l’intérieur de chacun de nous se trouve une armée de cellules appelées neutrophiles, amorcées et prêtes à éliminer tout envahisseur, qu’il s’agisse de bactéries dans une plaie ou de virus pénétrant dans nos voies respiratoires. En tant que première ligne de défense du système immunitaire, les neutrophiles attaquent et appellent des renforts dans un effort coordonné pour prévenir l’infection.
« Les neutrophiles sont les cellules immunitaires les plus rapides de votre corps, capables de migrer d’une longueur de cellule par minute », a déclaré Carole Parent, Ph.D. du Département de pharmacologie et de biologie cellulaire et développementale de la faculté de médecine de l’Université du Michigan.
Leur réponse rapide à un site d’invasion est rendue possible grâce à un système de messagerie chimique appelé chimiotaxie. Une nouvelle recherche de Parent et de ses collègues de l’UM Medical School et de l’UM Life Sciences Institute explique la manière précise et surprenante dont ces produits chimiques sont générés.
Les neutrophiles les plus proches du site détectent les produits chimiques libérés par les agents pathogènes, puis libèrent eux-mêmes un produit chimique différent appelé leucotriène B4 (LTB4) pour amener plus de neutrophiles dans la zone pour manger, décomposer ou piéger les corps étrangers ou les débris cellulaires.
L’environnement à l’extérieur d’une cellule est hostile, explique Parent, de sorte que les enzymes qui fabriquent LTB4 sont emballées dans de petites vésicules circulaires appelées exosomes, qui agissent comme une sorte d’enveloppe protectrice.
Au fur et à mesure que les neutrophiles migrent, ils sécrètent ces vésicules, libérant leur contenu pour créer un gradient chimique, déclenchant un relais qui appelle encore plus de cellules immunitaires.
Dans un nouvel article publié dans Biologie Cellulaire Natureles chercheurs décrivent une manière unique de former des exosomes à partir de neutrophiles.
Au lieu de provenir de la membrane externe de la cellule, comme pour la plupart des autres cellules du corps, les exosomes d’un neutrophile proviennent de la surface de son noyau de forme inhabituelle.
« En tant que personne ayant travaillé sur la migration cellulaire pendant toute ma carrière, je n’aurais jamais pensé que je penserais aux noyaux », a déclaré Parent. « Nous avons réalisé que c’est la composition très spécifique du noyau des neutrophiles qui permet la synthèse de LTB4 et son emballage dans ces exosomes dérivés du noyau. »
Le noyau à l’intérieur d’un neutrophile est malléable, sa forme pliable permettant au neutrophile de se faufiler dans les sites d’infection, explique Parent. La membrane du noyau est composée de zones riches en molécules lipidiques cireuses appelées céramides. Ensuite, c’est à partir de ces zones que les bourgeons contenant les composants de LTB4 sont logés et finalement libérés de la cellule pour créer le gradient chimique, explique Parent.
Bien que généralement une bonne chose dans le contexte de l’infection, les neutrophiles surexubérants peuvent également provoquer une inflammation chronique, conduisant à des conditions telles que l’arthrite et l’asthme, lors de l’exécution de leur travail prédéfini.
Comprendre le mécanisme précis derrière la façon dont les neutrophiles sont sollicités ouvre la voie à des cibles médicamenteuses potentielles, a déclaré Parent.
Subhash B. Arya et al, les microdomaines riches en céramides facilitent le bourgeonnement de l’enveloppe nucléaire pour la formation d’exosomes non conventionnels, Biologie Cellulaire Nature (2022). DOI : 10.1038/s41556-022-00934-8