Les scientifiques découvrent comment les cellules géantes disposent de grandes ordures

Une nouvelle étude a clarifié comment les cellules géantes constituées de cellules immunitaires fusionnées éliminent les déchets encombrants qui pourraient autrement obstruer la biologie du corps. Les résultats aident à résoudre certaines questions sans réponse concernant les cellules géantes dites multinucléées. Ils pourraient également expliquer pourquoi un nouveau traitement pour l'amyloïdose systémique - une maladie rare mais grave causée par des dépôts de protéines anormales - pourrait être efficace dans les essais.
Deux cellules fusionnées géantes - une au centre adhérant à sa cible, l'autre inférieure gauche semi-adhérente - entourée de cellules phagocytaires. Les taches bleues sont des noyaux.
Crédit image: Ronny Milde / TUM

L'étude, publiée dans la revue Rapports de cellule, est l'?uvre de chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) en Allemagne et de l'University College London (UCL) au Royaume-Uni.

Les cellules géantes multinucléées (MGC) ont été découvertes pour la première fois il y a plus de 100 ans. Ils se produisent dans certaines maladies inflammatoires chroniques telles que la tuberculose (TB) et également en réponse à l'invasion de tissus étrangers - ils apparaissent, par exemple, en réaction à des implants tels que les hanches artificielles.

Les MGC proviennent de la fusion des phagocytes - des cellules immunitaires qui protègent le corps en dévorant les bactéries, les particules étrangères nocives et les cellules mortes ou mourantes.

Cependant, de nombreux mécanismes sous-jacents à l'activité de ces cellules géantes n'ont pas été bien compris, explique le co-auteur principal, le Dr Admar Verschoor, qui dirige un groupe de l'Institut de microbiologie médicale, immunologie et hygiène de TUM:

"Comme ils sont très gros et dérivent de cellules phagocytaires multiples, il a été suggéré qu’ils peuvent agir comme des unités de traitement spécialisées pour des formes particulières de déchets. Mais une confirmation définitive ou une base moléculaire et cellulaire pour cette théorie faisait encore défaut."

L’étude comporte deux volets: l’un porte sur une série d’expériences cellulaires complexes et l’autre porte sur ce qui se passe dans l’amylose systémique.

L'amylose systémique est un groupe de maladies rares causées par l'accumulation de protéines instables à l'extérieur des cellules, comme dans le sang. Les dépôts de protéines endommagent les organes tels que le c?ur, le foie, la rate, les reins et l'intestin. Le résultat est un dysfonctionnement des organes et, éventuellement, la mort. Les options de traitement actuelles pour ces maladies sont limitées.

Les dépôts de protéines dans l'amyloïdose «ont meilleur goût avec un peu de complément»

Avant l’étude, le co-auteur Mark B. Pepys, professeur de médecine qui dirige le Centre d’amyloïdose et de protéines de phase aiguë à UCL, avait déjà testé avec succès un nouveau traitement de l’amyloïdose systémique, qui favorise notamment formation de cellules géantes.

Mais le professeur Pepys dit qu'ils ne pouvaient pas expliquer complètement pourquoi le traitement a fonctionné. C'est pourquoi l'équipe de l'UCL s'est associée à l'expertise de l'équipe TUM dans les cellules phagocytaires et le système immunitaire.

Lorsqu'ils ont rassemblé ce qu'ils ont observé dans les expériences de culture cellulaire avec le modèle de la maladie de l'amyloïdose, les chercheurs ont pu voir une explication mécaniste de la manière et de la raison pour laquelle les cellules géantes ciblent et dévorent les dépôts de protéines amyloïdes anormaux.

L'une des choses qu'ils ont observées est que lorsque les phagocytes fusionnent pour former une cellule géante, la grosse cellule présente une membrane ébouriffée et excédentaire qui permet l'ingestion de gros matériaux.

Cependant, il semble que non seulement le traitement favorise la formation des cellules géantes; Il recouvre également les dépôts protéiques anormaux avec des molécules qui servent de «complément» aux chercheurs. Les cellules géantes "savourent" et dévorent le matériau enrobé de complément, comme l'explique le Dr Verschoor:

"Le complément agit un peu comme le beurre sur notre pain. Tout comme le pain a un meilleur goût avec un peu de beurre, les dépôts de protéines pathogènes dans l'amyloïdose deviennent plus attrayants pour les cellules géantes avec un peu de complément."

Les chercheurs ont pu observer le processus de dévoration au microscope. Ils pouvaient voir les grandes cellules phagocytaires entourant et détruisant les amas de protéines perturbateurs.

"Nos études montrent que les cellules géantes sont particulièrement bien adaptées pour éliminer les grandes cibles marquées par le complément, expliquant pourquoi elles peuvent agir si efficacement dans le nouveau traitement prometteur de l’amylose systémique", conclut le Dr Verschoor.

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