La première ligne de défense de notre système immunitaire est constituée de globules blancs, dont 40 à 70 % sont des neutrophiles. Ces cellules se précipitent vers les sites de blessure ou d’infection, produisant des protéines qui favorisent l’inflammation et attaquent les microbes envahisseurs. Au moment de la réponse, les protéines sont décorées de molécules de glucides, appelées glycoprotéines, mais les scientifiques ne savent pas quand ni comment ces molécules complexes apparaissent.
Cependant, une équipe de recherche internationale pourrait désormais faire un pas de plus vers la compréhension du moment et de la manière dont les neutrophiles arment leurs protéines tueuses de microbes. Selon les chercheurs, cette découverte pourrait avoir des implications pour affiner les réponses immunitaires personnalisées.
Ils ont publié leurs travaux dans Actes de l’Académie nationale des sciences.
« Bien que nous sachions que les protéines microbicides produites par les neutrophiles sont fortement modifiées par des glucides complexes fonctionnellement pertinents appelés glycanes, nous ne comprenons toujours pas exactement comment, quand et où les protéines des neutrophiles sont glycosylées », a déclaré l’auteur correspondant Morten Thaysen-Andersen, professeur agrégé. , École des sciences naturelles, Université Macquarie en Australie.
Thaysen-Andersen est également affilié à l’Institut de recherche Glyco-core (iGCORE) de l’Université de Nagoya au Japon. « Ces détails sont importants pour mieux décrire la base moléculaire des processus immunitaires innés clés, y compris la défense contre les agents pathogènes. Cet article utilise de nouveaux outils analytiques en biologie systémique pour explorer cette lacune critique dans les connaissances. »
Les neutrophiles circulent dans le sang au repos, avec ce que les chercheurs appellent un « arsenal de granules cytosoliques préemballés », qui sont des compartiments subcellulaires ornés de glycoprotéines antimicrobiennes. Ces compartiments subcellulaires sont mobilisés sous des signaux environnementaux spécifiques, permettant aux neutrophiles de se déplacer là où ils sont nécessaires et de réagir selon les besoins face à cette menace spécifique.
Pour comprendre comment les neutrophiles déploient le bon plan d’action, les chercheurs ont d’abord isolé les neutrophiles de donneurs de sang humain. À partir des neutrophiles, les chercheurs ont isolé les granules cytosoliques intracellulaires. Ils ont ensuite profilé de manière exhaustive l’ensemble des protéines décorées par des glycanes provenant de ces compartiments.
En analysant quatre types clés d’organites intracellulaires dans les neutrophiles à travers les étapes de maturation des cellules, de la moelle osseuse au sang, les chercheurs ont pu cartographier comment, quand et où les protéines neutrophiles présentent des glycanes pour combattre les microbes et mener à bien d’autres processus inflammatoires clés.
« Notre étude a révélé que les protéines microbicides produites par les neutrophiles sont richement décorées de glycanes très inhabituels », a déclaré Thaysen-Andersen. « Fait intéressant, les modèles inhabituels de glycosylation étaient limités à un compartiment particulier au sein des neutrophiles hébergeant la plupart des protéines microbicides. »
Selon les chercheurs, leur analyse a indiqué qu’une expression opportune et coordonnée d’un type spécifique de glycoprotéine au début de la maturation des neutrophiles était responsable de leur origine subcellulaire restreinte. L’expression spécifique de la glycoprotéine a été coordonnée avec le développement initial de l’organite qui déploie une réponse microbicide.
Selon Thaysen-Andersen, cette découverte constitue une « ressource précieuse » pour guider les futures études sur les rôles biologiques et la dérégulation potentielle de la glycosylation des neutrophiles.
« Guidées par notre carte de haute précision des neutrophiles sains, les futures études de glycoprofilage sont désormais bien placées pour étudier la glycosylation des neutrophiles immatures d’individus présentant une granulopoïèse d’urgence – ou la genèse de nouveaux neutrophiles pour répondre à une infection aiguë ou à un choc septique – et des patients atteints de neutrophiles sains. leucémie myéloïde aiguë », a déclaré Thaysen-Andersen. « De tels efforts recèlent un potentiel inexploité pour la découverte de réponses immunitaires liées aux glycoprotéines dans des conditions physiologiques normales et aberrantes. »
Plus d’information:
Rebeca Kawahara et al, Le remodelage du glycoprotéome et la N-glycosylation spécifique des organites accompagnent la granulopoïèse des neutrophiles, Actes de l’Académie nationale des sciences (2023). DOI : 10.1073/pnas.2303867120
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