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Les promesses des cellules dendritiques pour contrer les cellules tumorales

Anne Coppola
10/04/2019
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L’étude de la migration des cellules dendritiques ouvre des perspectives intéressantes pour mieux comprendre comment le système immunitaire peut combattre le cancer. Hélène Moreau, chercheuse à l’Institut Curie, publie ses résultats dans la revue Developmental Cell.
Hélène Moreau

Au sein des équipes Dynamique spatio-temporelle des cellules du système immunitaire, dirigée par Ana-Maria Lennon-Duménil (Institut Curie/Inserm), et Biologie systémique de la division et de la polarité cellulaire, dirigée par Matthieu Piel (Institut Curie/CNRS), Hélène Moreau étudie les cellules dendritiques, ces cellules du système immunitaire qui patrouillent dans l’organisme à la recherche de pathogènes.

Grâce à ses travaux publiés le 11 avril dans Developmental Cell, Hélène Moreau apporte une preuve de principe que les propriétés physiques des tissus, ici la résistance hydraulique (la résistance que les tissus opposent à l’écoulement des fluides), peut impacter la migration et le fonctionnement des cellules dendritiques et les rendre plus ou moins efficaces dans la réponse immunitaire. Hélène Moreau et Carles Blanch-Mercader (Institut Curie/CNRS), théoricien de l’équipe de Raphaël Voituriez à l’UPMC, ont conjugué leurs efforts pour introduire cette notion physique dans le monde de l’immunologie, une approche qualifiée de biologie quantitative, alliant biologie et physique.

Hélène Moreau a en effet observé que les cellules dendritiques adoptent deux comportements très différents lorsqu’elles se déplacent dans un milieu rempli de fluide qui exerce une résistance contre leur progression, par exemple dans les tissus inflammés. Les cellules dendritiques immatures ont une particularité : elles progressent aisément dans les tissus grâce à une propriété unique, appelée macropinocytose. Du grec pino qui signifie boire, la macropinocytose décrit l’invagination d’une membrane cellulaire pour former une grande vésicule et ainsi capturer du liquide extracellulaire. En somme, dès qu’elles sont en contact avec un milieu hydraulique qui freine leur progression, les cellules dendritiques « avalent » l’eau et continuent leur migration. Ces cellules dendritiques immatures ont ainsi la capacité d’explorer leur environnement à la recherche de pathogènes y compris dans des endroits inaccessibles à d’autres cellules. A l’inverse, les cellules dendritiques matures, qui ont perdu au fil de leur maturation cette capacité de macropinocytose, deviennent sensibles à la résistance hydraulique, ce qui les pousse à emprunter des voies de moindre résistance. La fonction des cellules dendritiques matures n’est plus d’explorer le tissu mais au contraire de rejoindre aussi rapidement que possible le ganglion lymphatique (organe de filtrage de la lymphe) pour initier une réponse immunitaire. Devenir sensible à la résistance hydraulique en arrêtant de « boire » le liquide pourrait donc les aider à trouver le plus court chemin.

Ce qui est intéressant, c’est que certaines cellules cancéreuses font de la macropinocytose.

En principe, la plupart des cellules n’en font pas, à l’exception des cellules dendritiques immatures, et dans certains cas pathologiques, comme lorsqu’elles deviennent cancéreuses. Ces dernières pourraient utiliser la macropinocytose pour progresser et gagner du terrain dans les tissus sains, et vers d’autres organes pour former des métastases. 

Hélène Moreau

Par ailleurs, les cellules dendritiques jouent un rôle déterminant dans la réponse immunitaire anti-tumorale. Aussi, l’idée serait de comprendre pourquoi elles fonctionnent moins bien en cas de cancer, la pression élevée au cœur de la tumeur pourrait par exemple limiter leur action. « Même si cela sera sans doute très lointain, ces résultats ouvrent des pistes d’applications thérapeutiques prometteuses ! », s’enthousiasme la chercheuse.

Cellule dendritique

Cellule dendritique immature migrant dans un microcanal en réalisant la macropinocytose.

Tout en migrant (vers la droite), la cellule dendritique forme de grandes vésicules à l’avant appelés macropinosomes (astérisque blanche). Ces macropinosomes sont ensuite relargués à l’arrière de la cellule (flèche blanche), formant une poche de liquide autour de laquelle la cellule dendritique se déforme et continue ainsi à avancer, même dans des environnements à forte résistance hydraulique.

Vert : Cytosquelette d’actine (LifeAct-GFP), Rouge : Milieu (Dextran AF647).

Sources

Macropinocytosis Overcomes Directional Bias in Dendritic Cells Due to Hydraulic Resistance and Facilitates Space Exploration