Les cellules T utilisent une force mécanique pour percer les tumeurs et éliminer les cellules cancéreuses
Les lymphocytes T cytotoxiques, également appelés cellule TC (ou cellules T tueuses en anglais), sont des cellules immunitaires qui tuent des corps étrangers, comme les cellules cancéreuses et celles infectées par un virus. Elles sont armées de granules lytiques contenant des protéines perforines qui percent des trous dans les cellules ciblées et des granzymes qui accèdent aux cellules cancéreuses via l’hôte et les tuent.
Une nouvelle étude menée par l’équipe de recherche de l’EMBL Australie, de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW/ Australie), révèle les forces mécaniques que les cellules TC utilisent pour tuer plus efficacement les cellules cancéreuses.
Image d’entête : des cellules TC (en bleu) utilisent des forces physiques pour étirer et plier les membranes des cellules cancéreuses (en orange). (James Cremasco, Daryan Kempe et Maté Biro)
Les cellules T sont un sous-type de globules blancs qui jouent un rôle important dans le système immunitaire, notamment dans la lutte contre le cancer. Ils se rapprochent des cellules visées et forment une jonction appelée synapse immunologique cytotoxique entre les deux.
Dans leur étude (lien plus bas), l’équipe de recherche a identifié les forces mécaniques générées par les cellules T qui influencent la capacité de la perforine à percer les membranes des cellules tumorales.
L’équipe a détecté des forces physiques au sein des cellules T qui déclenchent le déplacement des granules lytiques vers la synapse immunologique où les charges sont libérées. Ces forces permettent également aux cellules T de s’accrocher aux parties de la membrane de la cellule cancéreuse qui sont tirées et manipulées.
Le Dr Daryan Kempe, codirecteur de la recherche à l’UNSW Medicine & Health, a ajouté qu’outre la tension mécanique et la configuration biochimique, la forme de la membrane de la cellule malade visée est également importante lorsque les cellules T choisissent leur cible.
Les chercheurs ont démontré, en utilisant des lignées cellulaires de mélanome humain, que la perforine préfère les membranes des cellules tumorales incurvées vers l’extérieur aux cellules incurvées vers l’intérieur. L’équipe pense que cette particularité permet de s’assurer que la charge délivrée dans la cellule et de protéger les cellules T de leur assaut.
Selon déclaré le professeur Maté Biro de l’UNSW Medicine & Health, également auteur principal de l’étude :
Le contenu de la région de la membrane fortement incurvée se vide à l’arrivée des granules. Apprendre qu’il existe un penchant pour les membranes à courbure positive ou négative est totalement inattendu.
Les cellules T sont isolées à partir de donneurs de sang sains et de souris dans la plupart des expériences qui reposaient sur des essais biophysiques avec des cellules cancéreuses. Ils essaient de contrôler la pression de manière indépendante en utilisant des pompes microfluidiques de haute précision, des micropipettes et des micromanipulateurs informatisés.
Selon les chercheurs, une micropipette prélève la cellule T et une autre la cellule tumorale, puis elle les met en contact au microscope où ils peuvent obtenir une image du processus cytotoxique. De plus, la méthode leur permet de mesurer les propriétés mécaniques des cellules lorsqu’elles s’engagent dans le processus puisqu’ils peuvent contrôler la pression exacte à l’intérieur de chaque micropipette.
En conclusion, les chercheurs ont déclaré que leurs résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes impliqués dans la destruction des cellules cancéreuses par les cellules T. La connaissance des forces mécaniques à l’origine de ce processus pourrait aider les futures recherches à étudier le fonctionnement des perforines au niveau moléculaire.
L’étude publiée dans Developmental Cell : T Cell Cytoskeletal Forces Shape Synapse Topography for Targeted Lysis via Membrane Curvature Bias of Perforin et présentée sur le site de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud : T cells use force to destroy cancer cells.