Treize populations de macrophages révélées par analyse sur cellule unique chez la drosophile
Publié par Adrien le 23/03/2020 à 09:00
Source: CNRS INSB
Les macrophages jouent des rôles variés dans notre organisme allant de la défense immunitaire au développement. Cette diversité de rôles suggère la présence de populations cellulaires distinctes, chacune dédiée à des fonctions spécifiques. Dans cet article publié dans la revue EMBO Journal, les scientifiques identifient, par des technologies de séquençage (En biochimie, le séquençage consiste à déterminer l'ordre linéaire des composants d'une macromolécule (les acides aminés d'une protéine, les nucléotides d'un acide nucléique comme l'ADN, les...) de dernière génération, treize populations distinctes de macrophages dans la drosophile.


L'analyse transcriptomique sur cellule unique des macrophages de la drosophile révèle treize populations différentes de macrophages, chacune indiquée par une couleur différente (En mathématiques, la différente est définie en théorie algébrique des nombres pour mesurer l'éventuel défaut de dualité d'une application...).
© Pierre Cattenoz and Angela Giangrande

Les macrophages constituent l'une des premières lignes de défense de notre organisme et agissent en absorbant les corps étrangers pour les digérer dans un processus appelé phagocytose. Ces cellules extrêmement mobiles communiquent aussi avec les différents organes et tissus, se comportant en véritables senseurs de notre état interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée...). Ils participent notamment au bon développement de l'enfant et au bon fonctionnement du corps adulte. Mais leur action peut aussi être négative comme le cas des macrophages associés aux tumeurs qui jouent un rôle clé dans l'apparition des métastases.

Comment ces cellules peuvent-elles avoir autant de fonctions ? Les macrophages sont-ils tous identiques ou existe-t-il des populations distinctes dédiées à différentes activités ? Cette dernière possibilité permettrait de garantir une réponse rapide, efficace et variée. Certains macrophages pourraient contrôler l'état métabolique, d'autres la réponse inflammatoire...

Pour valider cette hypothèse/théorie, les chercheurs ont développé un protocole utilisant la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) à haut débit (Le terme de haut débit (ou large bande par traduction littérale de l'expression anglosaxonne broadband) fait référence à des capacités d'accès à internet supérieures à celle de l'accès...) appliquée aux analyses sur cellule unique. Cette approche révèle les propriétés et les fonctions de chaque cellule au sein de l'organisme, permettant de répondre aux questions posées tant par la recherche fondamentale (La recherche fondamentale regroupe les travaux de recherche scientifique n'ayant pas de finalité économique déterminée au moment des travaux. On oppose en général...) que par la médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la pratique (l'art) étudiant l'organisation du corps humain (anatomie),...).

Cette technologie de pointe a été appliquée sur un modèle animal (Un animal (du latin animus, esprit, ou principe vital) est, selon la classification classique, un être vivant hétérotrophe, c’est-à-dire...) simple, la drosophile, afin de caractériser la diversité des cellules immunitaires (hémocytes). Jusqu'à présent sur ce modèle, deux types d'hémocytes étaient connus qui représentent respectivement l'équivalent des macrophages (i.e. plasmatocyte) et des plaquettes des mammifères (i.e. cellule à cristaux). Un troisième type cellulaire apparait durant la réponse inflammatoire (i.e. lamellocyte). Cette analyse transcriptomique a mis à jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit heure locale) et sa durée...) pour la première fois un paysage (Étymologiquement, le paysage est l'agencement des traits, des caractères, des formes d'un espace limité, d'un « pays ». Portion de l'espace terrestre saisi...) cellulaire bien plus complexe. Treize populations de macrophages ont été identifiées dans la larve (La larve est le premier stade de développement de l'individu après l'éclosion de l'œuf ou la naissance chez un grand nombre d'espèces animales, ayant un développement post-embryonnaire...) de la drosophile, certaines spécialisées dans la réponse à différents types de pathogènes, d'autres dans le stockage de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), d'autres encore dans la prolifération.... Et deux populations cellulaires de lamellocytes ont été révélées après challenge immunitaire par infestation avec une guêpe (Les guêpes sont des insectes de l'ordre des hyménoptères (sous-classe des ptérygotes, groupe des néoptères). Ces insectes, solitaires ou sociaux, nourrissent leurs couvains de...) parasitoîde. Cette étude a été réalisée dans le cadre d'une collaboration internationale avec le laboratoire InStem (LIA-CALIM, Bangalore, Inde).

Grâce à cette découverte et aux outils génétiques disponibles chez la drosophile, il est maintenant possible de caractériser le rôle des différentes populations cellulaires du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du « non-soi ». Ce...) inné. Etant donné la forte conservation des processus immunitaires de la drosophile aux mammifères, ces travaux ouvrent des perspectives importantes dans la compréhension des processus physiopathologiques impliqués dans les pathologies humaines liées au système immunitaire.

Pour en savoir plus:
Temporal specificity and heterogeneity of Drosophila immune cells.
Cattenoz PB, Sakr R, Pavlidaki A, Delaporte C, Riba A, Molina N, Hariharan N, Mukherjee T, Giangrande A.
EMBO J. 2020 Mar 12:e104486. doi: 10.15252/embj.2020104486.

Laboratoire:
Département de génomique (La génomique est une discipline de la biologie moderne. Elle étudie le fonctionnement d'un organisme, d'un organe, d'un cancer, etc. à l'échelle du génome, et non plus limitée à celle d'un seul gène. ...) fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions. Initialement, le terme désignait les fonctions qui en prennent d'autres en argument. Aujourd'hui, le terme a été...) et cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement importante au sein d'un tissu normal de l'organisme, de telle manière que la survie de ce dernier est...) (IGBMC) - (CNRS/Inserm/Université de Strasbourg)
1 rue (La rue est un espace de circulation dans la ville qui dessert les logements et les lieux d'activité économique. Elle met en relation et...) Laurent Fries BP10142 67404 Illkirch.
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