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Figure: Visualisation de la fermeture des phagosomes. Des macrophages exprimant de façon transitoire les protéines dynamine-2-GFP et Lifeact-mCherry sont déposés au contact de particules opsonisées. L'utilisation du microscope à ondes évanescentes (TIRFM) permet de visualiser l'extrémité des pseudopodes en cours d'extension. La dynamine-2 (en vert) et l'actine-F (en rouge) sont recrutées de façon concomitante au cours de la formation et de la fermeture des coupes phagocytaires. L'étoile blanche situe la particule en cours d'internalisation.
© Florence Niedergang
La phagocytose est le mécanisme cellulaire de capture et d'élimination de débris et de microorganismes à la suite de la formation d'une vésicule intracellulaire appelée phagosome. Ce mécanisme a été décrit par Elie Metchnikoff, dont on célèbre cette année le centenaire de la mort. Toutefois, le mécanisme de fermeture des phagosomes demeurait mal connu.
L'équipe de Florence Niedergang a mis au point une approche expérimentale originale permettant de visualiser dans les cellules vivantes les étapes d'extension et de fermeture des phagosomes avec une haute résolution. La méthode basée sur la microscopie à ondes évanescentes permet de suivre en temps réel des protéines d'intérêt marquées par des étiquettes fluorescentes dans les macrophages en cours de phagocytose.
Les chercheurs ont mis en évidence le rôle crucial de la protéine dynamine dans la formation et la fermeture des phagosomes. Cette enzyme qui fonctionne en hydrolysant du GTP est bien décrite pour son rôle dans la fermeture et la scission dans les cellules de vésicules plus petites, les vésicules d'endocytose. Dans le cas de la phagocytose, ce travail révèle que l'activité de la dynamine-2 régule à la fois les étapes précoces d'extension des pseudopodes et donc de formation des phagosomes, et les étapes tardives de fermeture et de scission. Cette dernière observation a été rendue possible grâce au système dédié d'analyse des cellules vivantes, puisqu'une inhibition prolongée de la fonction de la dynamine-2 perturbe déjà la formation initiale des phagosomes.
Une autre observation intéressante est la régulation croisée étroite de la dynamine et de la polymérisation de l'actine, nécessaire à une phagocytose efficace. La polymérisation de l'actine est requise pour le recrutement et l'activité de la dynamine dans les phagosomes. Par ailleurs, l'activité de la dynamine-2 contrôle la polymérisation de l'actine. L'interdépendance forte entre actine et dynamine-2 repose sur une interaction moléculaire.
Les macrophages sont des cellules du système immunitaire spécialisées dans la phagocytose. Cette fonction de "nettoyage" est essentielle à l'équilibre de l'organisme ainsi qu'à l'orchestration des réponses immunitaires. Il est donc important de bien décrypter les mécanismes moléculaires qui président à cette fonction cellulaire majeure.