• Stefanie Valbon
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Vous souvenez-vous de la dernière fois où vous avez dû vous rendre dans un nouvel endroit sans connaître le chemin ? Vous n’avez probablement eu aucun problème à trouver le chemin pour atteindre votre destination prévue. Aujourd’hui, nos téléphones feront office de GPS et nous fourniront des indications précises pour aller d’un point A à un point B. Facile, non ?

Mais imaginez dans le temps, quand les gens n’avaient pas de GPS ou de cartes. Tout était plus lent. Aller du point A au point B a nécessité beaucoup plus d’essais et d’erreurs. Pouvez-vous penser à une chose qui ne devrait PAS être lente ou inexacte ? Exactement, notre système immunitaire.

Et c’est pourquoi j’imagine que nos cellules immunitaires ont un GPS interne, ce qui leur permet de savoir exactement où aller. Rapide et sans erreur. J’aimerais que nos cellules immunitaires puissent dire : « Hé Google, où puis-je trouver les cellules infectées les plus proches ? », malheureusement, ce n’est pas le cas.

Luckily, our immune system has developed a beautiful and intricate « immune GPS » that allows our cells to sense the environment and migrate from point A to point B whenever necessary. This « immune GPS » is very complex and comprise of many different layers. Today, we will focus on one of its mechanisms, which occurs thanks to a family of proteins called Chemokines. Get ready to be amazed!

How does it work?

To make this concept more palpable, let’s imagine that you were making an apple pie and you cut your finger. A very superficial cut, no big deal, but enough to allow some bacteria to go in. To deal with this threat we need to call the correct immune cells to this site.

But how? Well, it is actually simpler than you think. As I mentioned before, our immune cells can « talk »! Yes, they can. Thanks to a family of proteins called cytokines, our cells are able to send information to one another in any situation. (If you want to know more, check out this post).

A similar mechanism occurs for our « immune GPS ». Chemokines, which are a family of cytokines, provide one of the layers of our GPS. These are small proteins that can be produced by immune and non-immune cells in our body and they serve as signals for cellular migration.

But how can our cells sense this information? Easy! Our cells can express a receptor on their surface, which can detect chemokines. But each type of chemokine can only bind to their specific receptor. Since we have many different types of chemokines, we also must have many different chemokine receptors. Just picture a lock and a key. A specific chemokine (the key) will only bind to a specific receptor (the lock).

Cells will move in response to the amount of chemokine present in a specific location. Chemokines act as Nutella acts for me. The higher the amount of Nutella present in a location, the more I will migrate towards that area. This is « exactly » what is happening with our immune cells. In a site of inflammation, there will be a high concentration of chemokines, and that will attract our immune cells to that location.

La cellule verte exprime le récepteur spécifique de la chimiokine dans l’environnement (points bleus). La concentration de chimiokines est plus faible à gauche et plus élevée à droite, créant un gradient de chimiokines et permettant la migration cellulaire. Créé avec BioRender.

Mais n’oubliez pas que notre système immunitaire est composé de nombreux types de cellules différentes, chacune ayant des fonctions spécifiques. Il serait contre-intuitif d’avoir un système qui apporterait chaque cellule immunitaire, chaque fois qu’une menace se produit. Ainsi, notre système doit en quelque sorte « activer » ce « GPS immunisé » uniquement pour des cellules spécifiques, en fonction de la situation.

Cela se produit parce que nos cellules n’expriment pas tous les récepteurs de chimiokines. Tout comme tout le monde n’aime pas le Nutella, toutes les cellules immunitaires n’auront pas le bon récepteur pour détecter une chimiokine spécifique. Par conséquent, quelle que soit la quantité de chimiokine présente dans un environnement, si une cellule immunitaire n’exprime pas le récepteur de chimiokine spécifique, elle ne bougera pas ! Et c’est ainsi que notre système immunitaire peut « accorder » les informations envoyées.

Ce qui est encore plus cool, c’est que ces récepteurs de chimiokines ne sont pas fixés sur une cellule. Cela signifie que nos cellules peuvent réguler l’expression de ces récepteurs en fonction de la situation. Par exemple, si j’arrête de sentir le Nutella et que je commence à sentir le brocoli, je changerais mon schéma de migration vers un endroit à forte concentration de brocoli (croyez-moi, c’est une situation TRÈS hypothétique).

Les chimiokines sont donc super importantes pour aider à « organiser » le réseau complexe d’événements qui se produisent à l’intérieur de nous lors d’une infection. Mais ils sont également importants dans de nombreuses autres situations. Un autre exemple d’action des chimiokines se produit lors du développement de ma cellule préférée (les lymphocytes T) à l’intérieur de mon organe préféré (le thymus).

Développement des chimiokines et des lymphocytes T

Le thymus (un organe situé juste au-dessus de notre cœur) a une structure très organisée et chaque emplacement est chargé d’envoyer des signaux spécifiques aux lymphocytes T en développement. Vous pouvez imaginer cela comme des niveaux sur un jeu vidéo. Pour qu’une cellule T se développe complètement, elle doit passer du niveau 1 au niveau 6 (par exemple). Chaque niveau nécessite un signal spécifique, qui est fourni à un endroit spécifique à l’intérieur du thymus.

Une fois qu’une cellule T « passe » du niveau 1 au niveau 2, elle doit changer d’emplacement, acquérir différentes informations pour continuer son développement. Ainsi, à la fin du niveau 1, les lymphocytes T commenceront à exprimer un récepteur de chimiokine spécifique qui leur permet de détecter une chimiokine très présente là où des « signaux de développement de niveau 2 » sont fournis. Cela permet à notre cellule T de se déplacer vers l’emplacement suivant pour poursuivre son développement. Génial, non ? !

Alors, la prochaine fois que vous vous demanderez comment nos cellules savent où aller, croyez-moi, ce n’est pas Google qui montre le chemin, mais de petites protéines appelées chimiokines ! Merci d’être venu pour une autre ImmunoThoughts, continuez à poser des questions et à chercher des réponses !

FYI (de votre immunologiste),

Stéfanie Valbon

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