Dans le cadre de nos défenses immunitaires, les cellules T cytotoxiques – ou cellules T tueuses – recherchent et détruisent les cellules infectées ou cancéreuses. Ce processus est essentiel pour la défense de l’organisme contre les maladies.
Ces cellules immunitaires spécialisées sont armées de granules lytiques contenant deux composants clés pour l’attaque immunitaire : la perforine (protéines qui perforent les cellules cibles) et les granzymes (qui accèdent par ces trous et tuent finalement les cellules pathogènes).
Les lymphocytes T se blottissent contre les cellules malades ciblées et forment une jonction intime entre les deux, appelée « synapse immunologique cytotoxique ».
Une équipe de recherche du nœud australien EMBL de l’UNSW Sydney en science des molécules uniques à l’École des sciences biomédicales a découvert que les forces mécaniques générées par les cellules T influencent l’efficacité avec laquelle la perforine peut percer les membranes des cellules tumorales. Dans un article publié aujourd’hui dans Cellule de développementils décrivent les interactions cellulaires et l’intégration des forces à la fois à l’avant et à l’arrière de la cellule.
Les chercheurs ont détecté des forces physiques dans les cellules T qui propulsent les granules lytiques vers la synapse immunologique où leurs charges utiles sont libérées. Ces forces permettent également aux cellules T de s’accrocher aux régions de la membrane des cellules cancéreuses où les membranes des cellules immunitaires et cibles sont tirées et manipulées.
« C’était très excitant de découvrir qu’en plus de sa tension mécanique et de sa configuration biochimique, la forme de la membrane de la cellule cible joue un rôle important dans la destruction des cellules cancéreuses par les lymphocytes T », a déclaré le Dr Daryan Kempe de l’UNSW Medicine & Health qui co-dirigé la recherche.
En étirant et en pliant les membranes des cellules tumorales dans une certaine direction, les lymphocytes T ont facilité le passage de la perforine, mais uniquement si les membranes étaient pliées dans la bonne direction.
Biais vers les membranes cellulaires incurvées vers l’extérieur
En utilisant des lignées cellulaires de mélanome humain, les chercheurs ont démontré que la perforine perforait préférentiellement les membranes des cellules tumorales incurvées vers l’extérieur, plutôt que celles incurvées vers l’intérieur. Les auteurs pensent que ce biais garantit que la charge utile tueuse est livrée à son destinataire prévu, et pourrait également être un autre niveau de protection pour les cellules T contre leur propre agression.
Au fur et à mesure de l’arrivée des granulés, leur contenu va se vider au niveau de cette région de la membrane très courbée. Qu’il y ait un biais entre les membranes à courbure positive et à courbure négative était complètement inattendu. »
Maté Biro, chef de groupe EMBL Australie, professeur associé, UNSW Medicine & Health
Maté Biro était auteur principal et chef d’équipe.
Mesurer les propriétés mécaniques des cellules
Prof. Maté Biro a déclaré que la plupart des expériences reposaient sur des dosages biophysiques délicats avec des lignées cellulaires cancéreuses et des cellules T isolées de donneurs de sang sains et de souris. Ils ont utilisé des pompes microfluidiques de haute précision, des micromanipulateurs contrôlés par ordinateur et des micropipettes dans lesquelles la pression pouvait être contrôlée indépendamment.
« Cette technique nous permet vraiment de démêler l’ensemble du processus intégré car il s’agit d’une méthode tellement contrôlée. Une micropipette prélève une cellule T et une autre prélève une cellule tumorale, et nous les mettons en contact sur un microscope.
« Nous imaginons l’ensemble du processus cytotoxique. En même temps, parce que nous contrôlons et connaissons la pression exacte à l’intérieur de chacune des micropipettes, nous pouvons également mesurer les propriétés mécaniques des cellules lorsqu’elles interagissent et s’engagent dans le processus », a déclaré A. /Prof. Stylo à bille.
Cette étude ajoute à la compréhension des mécanismes fondamentaux impliqués dans la façon dont les cellules T détruisent les cellules pathogènes ou compromises dans notre corps. Savoir que les forces mécaniques sont également en jeu lorsque les formateurs de pores, comme la perforine, perforent les cellules cibles pourrait également aider les chercheurs à étudier le fonctionnement de ces protéines au niveau moléculaire.
