Les cellules épithéliales cervicales sont loin des étapes passives du système immunitaire du corps. De nouvelles recherches montrent qu'ils jouent en fait un rôle actif et hautement coordonné dans la détection et la lutte contre les infections. C'est la conclusion d'une équipe de recherche internationale dirigée par la professeure agrégée Cindrilla Chumduri de l'Université d'Aarhus, et maintenant publiée dans la revue Avancées scientifiques.
En utilisant des mini-organes 3D dérivés du patient, des organoïdes soi-disant et des technologies de cartographie unique, l'équipe a, pour la première fois, montré à quel point les types de cellules épithéliaux distincts dans le col de l'utérus détectent, répondent et aident à neutraliser les infections. Surtout, l'étude démontre que ces organoïdes récapitulent fidèlement les tissus cervicaux humains indigènes à une résolution unique, ce qui en fait de puissantes plateformes de découverte pour les infections, le cancer et la biologie régénérative.
« Nous avons démontré que le col de l'utérus n'est pas seulement une barrière physique, mais un tissu vraiment immunocompétent qui orchestre les mécanismes de défense complexes », explique Cindrilla Chumduri, professeur agrégé au Département de génie biologique et chimique à l'Université d'Aarhus.
Une réponse immunitaire multicouche
Les chercheurs se sont concentrés en particulier sur la chlamydia, les IST bactériennes la plus courantes du monde. En utilisant le séquençage d'ARN unique, ils ont cartographié l'activité génique de milliers de cellules individuelles dans les organoïdes pour révéler leur rôle dans la défense immunitaire.
L'étude a révélé que diverses cellules épithéliales collaborent dans un réseau de défense hautement organisé. Dans chaque région, les sous-types épithéliaux spécialisés prennent des tâches distinctes, telles que la réparation, la régénération ou l'amplification immunitaire. Les cellules squameuses ectocervicales externes renforcent la barrière tissulaire, tandis que les cellules colonnes endocervicales plus profondes agissent comme des signalateurs immunitaires, activant les voies d'interféron, les défenses antimicrobiennes et la présentation de l'antigène, le déclenchement des alarmes. Le plus surprenant était que certaines des cellules les plus immunitaires n'ont jamais été infectées elles-mêmes.
« La constatation la plus frappante a été que les cellules non infectées sont devenues la plus immunologiquement active. Ils ont ramassé des signaux de détresse dans les cellules voisines et ont initié une réponse de défense. Il montre à quel point nos tissus sont incroyablement sophistiqués », explique Postdoc Pon Ganish Prakash, le premier auteur de l'étude.
L'équipe a également décodé les conversations cellulaires, révélant comment la signalisation entre les sous-types épithéliaux équilibre la défense avec la réparation. Certains sous-types ont agi comme des hubs, coordonnant l'activité de leurs voisins.
Vers les vaccins muqueux et les traitements ciblés
Ces découvertes ouvrent de nouvelles opportunités pour les vaccins et les traitements qui stimulent le système de défense local du col de l'utérus, plutôt que de s'appuyer uniquement sur la réponse immunitaire systémique. Ce changement pourrait avoir des implications majeures pour prévenir les IST et leurs complications, telles que l'infertilité et le cancer du col utérin.
Nous voyons un énorme potentiel dans le développement de vaccins muqueux qui peuvent activer l'immunité locale directement sur le site d'infection. «
CINDRILLA CHUMDURI, professeur agrégé, Université d'Aarhus
Les organoïdes dérivés du patient offrent également une nouvelle plate-forme puissante pour étudier comment les infections comme le VPH et la chlamydia affectent les tissus cervicaux au fil du temps, et comment les co-infections peuvent augmenter les risques de maladie.
« Les mini-organes sont comme une fenêtre sur les tissus humains. Ils nous permettent de tester des idées et des traitements dans des modèles très réalistes, beaucoup plus précis que les méthodes de laboratoire traditionnelles », explique le Naveen Kumar Nirchal postdoctoral, co-auteur de l'étude.
Le chercheur principal Rajendra Kumar Gurumurthy ajoute:
« Nos résultats montrent que l'hétérogénéité épithéliale est essentielle. Chaque sous-type a son propre travail pour protéger le col de l'utérus et empêcher la propagation des infections aux organes reproducteurs supérieurs. »
