Matrice extracellulaire et infiltration immunitaire : une nouvelle étude de l’Institut Curie fait le lien

Les cellules de notre organisme sont organisées en tissus, dont l’organisation est fortement influencée par la matrice extracellulaire. Celle-ci contient différentes composantes, dont le collagène, et joue un rôle essentiel dans différentes fonctions cellulaires comme la migration. De nombreuses études ont démontré que dans les tumeurs, la matrice extracellulaire change. « Notre objectif était de comprendre comment la structure de la matrice extracellulaire de collagène impacte certaines caractéristiques des tissus, telles que la distribution des cellules immunitaires » explique le Dr Hélène Moreau, chargée de recherche Inserm dans l’équipe Dynamiques spatio-temporelles des cellules du système immunitaire (Inserm U932) à l’Institut Curie dirigée par le Dr Ana-Maria Lennon-Duménil, directrice de recherche Inserm.

La capsule de collagène

« Nous avons commencé par essayer de comprendre comment est régulée la structure de la matrice extracellulaire de collagène dans les tumeurs » précise le Dr Hélène Moreau.

Il existe dans les tumeurs une capsule de collagène dont les fibres sont très alignées, dans lesquelles les cellules immunitaires sont fréquemment piégées. 

Afin de comprendre comment cette capsule de collagène se forme, les chercheurs ont supprimé une population de cellules immunitaires : les macrophages. Dans ces conditions, la capsule de collagène devient chaotique, permettant aux cellules immunitaires d’infiltrer la tumeur.

« Nous avons donc montré que les macrophages sont impliqués dans la structuration de la matrice extracellulaire » conclut le Dr Hélène Moreau. 

Pour déchiffrer l’action des macrophages dans le remodelage de la matrice, les chercheurs ont analysé le transcriptome des tumeurs par des algorithmes mathématiques basé sur la théorie de l’information, en collaboration avec l’équipe du Dr Hervé Isambert, directeur de recherche CNRS et chef de l’équipe Biologie Computationnelle (CNRS UMR168 / Sorbonne Université) à l’Institut Curie. Cette analyse a permis de mettre en évidence que les macrophages inhibaient la production de collagène 3, responsable de l’organisation chaotique du réseau.

Topographie et infiltration

Dans un deuxième temps, l’équipe s’est intéressée aux conséquences que peut avoir le changement de structure de la matrice extracellulaire.

En collaborant avec le Dr Sylvie Coscoy de l’unité Physique des cellules et cancer (CNRS UMR168 / Sorbonne Université) et Vincent Semetey (Chimie Paris), les chercheurs ont pu imprimer en 3D des réseaux de fibres reproduisant les structures observées dans les tumeurs. Ils ont ainsi pu démontrer que les lymphocytes T utilisent ces fibres pour se déplacer et sont ainsi bloquées à l’extérieur de la tumeur, comme sur des rails parallèles. Elles ne peuvent ainsi pas atteindre et détruire les cellules tumorales. En revanche, en rendant le réseau chaotique, de nouvelles routes sont créées, permettant aux lymphocytes T d’infiltrer la tumeur.

Les chercheurs ont développé des algorithmes de machine learning pour prédire l’emplacement des cellules immunitaires. Les résultats montrent que l’organisation topographique selon la structure tridimensionnelle de la matrice extracellulaire de collagène permet de prédire l’emplacement des cellules immunitaires, dont les lymphocytes T, dans la tumeur.

Vers une meilleure efficacité de l’immunothérapie ?

L’infiltration de la tumeur par les cellules immunitaires, et plus spécifiquement les lymphocytes T, est un des facteurs de prédiction de l’efficacité de l’immunothérapie. En effet, les lymphocytes T sont responsables de l’élimination des cellules tumorales. « Nous avons réussi dans cette étude à identifier une voie de régulation de la structure de la matrice extracellulaire, et montré que celle-ci est prédictive de l’infiltration de la tumeur par les lymphocytes T. Nous sommes encore à des stades de recherche fondamentale, mais ces résultats ouvrent la voie vers une meilleure compréhension de mécanismes potentiellement exploitables en clinique » conclut le Dr Hélène Moreau.

Ces résultats ont été obtenus avec la participation du Nikon Imaging Center et des plateformes CurieCoreTech Imagerie Cellulaire et Tissulaire et Séquençage Haut-Débit (ICGex).

Références : Fuselier et al., Macrophages restrict tumor immune infiltration by controlling collagen topography, Science Immunology, 20 mars 2026, doi: 10.1126/sciimmunol.adw8291