• Stefanie Valbon
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La communication a toujours été une caractéristique clé de notre société, et c’est l’une des caractéristiques sous-jacentes de notre succès. L’évolution nous a permis d’acquérir la capacité de parler mais aussi de développer d’autres types de communication. Verbal, non verbal, écrit et visuel en sont quelques exemples. Cependant, notre capacité à envoyer des informations va bien au-delà de ce que nos yeux peuvent voir.

Tout comme nous sommes capables d’utiliser la communication pour alerter ceux qui nous entourent de tout danger possible, nos combattants internes doivent être capables de faire de même. Imaginez le nombre de micro-organismes auxquels nous sommes exposés chaque jour. Il est crucial de pouvoir informer les cellules voisines des menaces possibles. Par conséquent, pour fonctionner correctement, notre système immunitaire doit avoir une capacité exceptionnelle à communiquer.

Mais comment fonctionne réellement cette communication ? Que se passe-t-il si une cellule veut dire X à un groupe de cellules et Y à un autre groupe de cellules ? Dans notre langue, nous pouvons dire à peu près n’importe quoi en utilisant une combinaison de mots, mais qu’en est-il des cellules ? Comment un niveau de communication aussi complexe se produit-il au niveau moléculaire ? … Accrochez-vous à votre siège et parlons de la façon dont les cellules parlent !

Cytokines : les mots de notre langage moléculaire

Afin de communiquer, nos cellules ont développé un mécanisme très cool qui comprend une molécule de signalisation et un récepteur. Le transfert d’informations se produit lorsque la molécule de signalisation se lie au récepteur, ce qui modifie finalement la cellule recevant le signal.

Ces molécules de signalisation sont appelées cytokines et peuvent être libérées par de nombreuses cellules différentes de notre corps (pas seulement les cellules immunitaires). La plupart des cytokines sont des facteurs solubles, ce qui signifie qu’elles sont libérées de la cellule, mais certaines peuvent rester liées à la membrane cellulaire. Les cytokines agiront sur les récepteurs, qui sont exprimés par un grand nombre de types de cellules. Ensemble, cela signifie que presque toutes les cellules de notre corps sont capables d’envoyer et de recevoir des informations en utilisant ce mécanisme.

Le mot cytokine peut faire peur à de nombreuses personnes car il n’y a pas qu’une, deux ou trois cytokines différentes, mais de nombreuses FAMILLES différentes de cytokines. Chaque famille a des membres différents, chaque membre est libéré par différents types de cellules (ce qui dépend de la situation), et la combinaison de nombreuses actions de cytokines différentes est ce qui conduit au résultat cellulaire souhaité. Souffle… Je sais, ça a l’air très compliqué. Mais croyez-moi, l’idée sous-jacente est très simple : envoyer des informations à la bonne cellule, au bon moment, pour conduire à des changements spécifiques !

À présent, vous pouvez déjà comprendre que la beauté du système immunitaire n’est pas l’acte d’une seule cellule (ou d’un type de cellule), mais le réseau régulé d’événements qui, ensemble, nous aident à rester en bonne santé. Et bien souvent, cette régulation est dictée par les cytokines !

Le transfert d’informations

Imaginez que la cellule X ait été placée dans une situation de stress. Au lieu de paniquer, cette cellule doit alerter les autres cellules autour d’elle. Une façon d’y parvenir est de produire des cytokines. La cellule X produira et libérera un grand nombre de molécules de cytokines dans son environnement. Un signal se produira si cette molécule trouve un récepteur. Mais notez que la liaison de la cytokine au récepteur est très spécifique, ce qui signifie que chaque type de cytokine a son récepteur unique.

Cellule x (en violet, à gauche) libérant deux types différents de cytokines dans l’environnement. Cellule y (en bleu, au milieu) exprimant le récepteur spécifique de la cytokine rouge (circulaire). Les cellules en gris (à droite) n’expriment pas le récepteur spécifique des cytokines et ne recevront donc pas les « informations » envoyées par la cellule x. Créé avec BioRender

Dans notre scénario, la cellule Y exprime le récepteur de cytokine spécifique. Notez que vous ne devez pas imaginer le récepteur comme un « bras » qui ira chercher la cytokine. Le récepteur reste à la surface et, en raison du nombre élevé de molécules de cytokines dans l’environnement, il y a de fortes chances qu’une cytokine atterrisse sur le récepteur. Cette liaison permet aux informations de se traduire en changements à l’intérieur de la cellule réceptrice.

L’interaction cytokine-récepteur conduit à l’activation de ce qu’on appelle une « cascade de signalisation ». Oui, une cascade (mais plutôt une minuscule, minuscule cascade moléculaire) est exactement ce qui se passe après la liaison initiale. Imaginez ceci. À l’intérieur de la cellule réceptrice, de nombreuses protéines sont présentes dans un état « inactif ». Dès que la liaison cytokine-récepteur se produit, ils passeront à l’état « actif », l’un après l’autre. Ce qui signifie que le signal initial activera la protéine 1, qui acquerra ensuite la capacité d’activer la protéine 2, qui… vous devinez… acquiert la capacité d’activer les protéines 3, et ainsi de suite…

Alors… qu’y a-t-il à la fin ?

Eh bien, de nombreuses choses différentes peuvent se produire « à la fin » de cette cascade moléculaire, mais une caractéristique sous-jacente est la capacité à générer de nouvelles protéines.

Dans notre scénario, avant le signal, la cellule Y était juste en train de refroidir. Il ne nécessitait pas de protéines pour parer à tout danger. Donc, cette cellule n’a pas exprimé de telles protéines. Cependant, la cellule Y a toujours la capacité de générer une large gamme de protéines grâce à son « manuel » interne connu sous le nom d’ADN. L’ADN contient les informations nécessaires à la production de protéines, et une cellule peut accéder à ces informations en cas de besoin.

Ainsi, « à la fin » d’une cascade de signalisation, les cellules peuvent activer un type de protéines appelées facteurs de transcription. Ok, je dois admettre que beaucoup de choses en science me rendent heureux, mais les facteurs de transcription tiennent une place très élevée sur ma « happy list » !

Les facteurs de transcription sont des protéines qui peuvent se lier à notre ADN et activer (ou désactiver) la production d’une protéine spécifique. Certains facteurs transcripteurs s’apparentent à des « maîtres régulateurs » capables d’activer la production d’un ensemble de protéines. Cela semble être l’idée parfaite si vous voulez que votre cellule passe du « refroidissement » au « combat ». Activez l’ensemble de gènes « combattants » (qui fabriqueront des protéines) en activant les bons facteurs de transcription, et votre cellule est prête à fonctionner ! N’est-ce pas juste génial ?

Suite à la liaison de la cytokine à son récepteur, une cascade de signalisation se produira. Un grand nombre de protéines différentes seront activées dans ce processus. Plusieurs fois, à la fin de la cascade, il y aura l’activation d’un facteur de transcription qui peut déclencher la production de nouvelles protéines. Créé avec BioRender.

Plus qu’un simple signal de danger

Il est important de noter que les cytokines sont bien plus que des molécules de signalisation suite à un danger. Les cytokines sont cruciales pour de nombreux aspects de la biologie cellulaire. Le large éventail de réponses différentes se produit en raison du nombre élevé de types de cytokines, mais aussi de la combinaison de signaux de cytokines qu’une cellule peut recevoir.

De plus, différentes cellules peuvent exprimer différents types de récepteurs à différents moments. Cette régulation dynamique de l’expression des récepteurs est essentielle pour permettre aux cellules de répondre ou non aux signaux environnementaux. Toutes ces variables réunies permettent un large éventail de « communications ».

Est-ce que ça peut mal tourner ?

Vous savez maintenant que les cytokines jouent un rôle crucial pour nous assurer de rester en bonne santé, mais comme tout le reste… trop de bonnes choses peuvent être mauvaises. De nombreuses maladies différentes résultent en fait d’une libération inappropriée de telles molécules. Soit en raison de la libération inappropriée de la quantité de cytokines ou du type de cytokines.

La septicémie est un exemple classique de communication qui tourne très mal. Il s’agit d’une condition extrêmement dangereuse qui survient suite à la suractivation de notre système immunitaire. Après une blessure ou une infection, des cytokines sont libérées pour s’assurer que le danger est contenu. Cependant, lors d’un sepsis, il y a une libération massive de cytokines, un phénomène connu sous le nom de tempête de cytokines.

Au lieu de nous aider, ce haut niveau d’information suractive de nombreuses cellules immunitaires, qui commencent alors à attaquer notre propre corps. Malheureusement, cette mauvaise communication peut entraîner une défaillance des organes et même la mort. Ce qui était censé être une tâche facile, l’élimination de l’infection ou du tissu réparateur, peut devenir mortelle en raison d’une libération non régulée de cytokines.

Exploiter le pouvoir des cytokines

À la bonne dose, cependant, les cytokines nous sont extrêmement bénéfiques. Par conséquent, les scientifiques ont exploité leur pouvoir pour traiter différentes maladies. Les traitements à base de cytokines sont utilisés pour aider les patients souffrant de maladies auto-immunes et même de cancer.

Comme je l’ai déjà mentionné, les maladies auto-immunes surviennent lorsque nos cellules immunitaires attaquent à tort nos propres cellules saines. Ces cellules immunitaires qui étaient censées être « glaçantes » se battent désormais, ce qui peut avoir des effets très néfastes. Par conséquent, en donnant une cytokine appropriée qui fournit l’information « hé, arrêtez d’attaquer, tout va bien », nous pouvons aider les patients atteints de maladies auto-immunes. Vous voyez maintenant à quel point il est crucial pour nous de mieux comprendre le rôle des cytokines dans chaque situation.

L’action des cytokines est un exemple étonnant de la façon dont les cellules sont capables de parler ! Je dois admettre que je parle beaucoup la plupart du temps, mais je suis sûr à 100 % que mes cellules parlent beaucoup plus que moi… et… j’utiliserai peut-être cette excuse dans un proche avenir. À la semaine prochaine!

FYI (de votre immunologiste),

Stéfanie Valbon

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