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Quand la phagocytose et l'autophagie coopèrent

 

La phagocytose et l'autophagie agissent de concert pour éliminer les débris des cellules mortes. Ce résultat a été publié dans Autophagy par des chercheurs de l'Institut de physiologie et biologie cellulaires (IPBC, CNRS/Université de Poitiers) et de l'Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC, CNRS/Inserm/Université de Strasbourg). Il ouvre de nouvelles perspectives dans le traitement des pathologies liées à une mauvaise élimination des cellules mortes telles que le cancer, la dégénérescence maculaire liée à l'âge, les maladies neurovasculaires ou encore les maladies neurodégénératives.

 

Le processus de phagocytose correspond à l'ingestion, par des cellules vivantes, de substrats divers comme les débris de cellules mortes. La phagocytose joue un rôle important dans le nettoyage des tissus. Elle est assurée pour l'essentiel par des cellules d'origine sanguine circulantes, spécialisées dans la phagocytose et dénommées à juste titre « phagocytes professionnels ». Les phagocytes professionnels ne peuvent cependant pas accéder et donc nettoyer les organes séparés du sang par des barrières tels que les testicules, la rétine ou le cerveau. Dans ces organes, ce sont des cellules résidentes, spécifiques du tissu, qui assurent cette fonction de nettoyage. Ces cellules sont appelées « phagocytes amateurs ». L'autophagie est un processus essentiellement dédié à la dégradation de constituants cellulaires intrinsèques par la cellule. L'autophagie et la phagocytose sont donc deux processus cellulaires distincts, dont la finalité et les mécanismes divergent.

L'objectif principal des chercheurs de l'IPBC et de l'IGBMC était d'examiner dans quelle mesure la phagocytose par les phagocytes amateurs peut être spécifique d'un tissu donné. Pour servir cet objectif, ils ont mis au point un modèle original de phagocytose chimérique, dans lequel des phagocytes amateurs dérivés d'un tissu (testicules) étaient exposés à des substrats issus soit du même tissu (corps résiduelles de spermatides, substrat légitime) soit d'un autre tissu (segments externes de photorécepteurs de rétine, substrat illégitime). Leurs résultats ont montré que la liaison au substrat et les étapes d'ingestion se produisent de manière similaire pour les substrats légitimes et illégitimes. En outre, les chercheurs ont mis en évidence que la protéine S, un facteur vitamine K-dépendant qui agit en tant qu'inhibiteur de la coagulation du sang et ligand du récepteur membranaire tyrosine kinase Mertk, active la phagocytose des substrats aussi bien légitimes qu'illégitimes. En présence de vitamine K, elle se lie par l'une de ses extrémités à la surface des cellules mortes et par son autre extrémité au récepteur MerTK retrouvés à la surface des phagocytes, formant ainsi un pont entre le substrat à éliminer (débris cellulaires, cellules mortes) et le phagocyte (professionnel ou amateur), ce qui permet alors l'ingestion et l'élimination du substrat.

Par ailleurs, les chercheurs ont également démontré que les phagocytes amateurs déclenchent l'autophagie pour la dégradation des substrats illégitimes, mais pas pour celle des substrats légitimes. Il existerait donc un lien entre le processus de phagocytose et celui d'autophagie. Le recrutement par les phagocytes amateurs de l'autophagie pour la gestion de débris cellulaires illégitimes est une caractéristique nouvelle qui pourrait être d'une importance capitale dans la compréhension, non seulement des mécanismes moléculaires qui gouvernent l'élimination des débris de cellules mortes au sein du tissu sain, mais aussi des pathologies qui résultent de l'altération de la capacité d'un tissu à éliminer les débris des cellules mortes (*).

 

 

Figure : Image de microscopie montrant l'activation du récepteur MerTK par la protéine S (en jaune) à la surface des phagocytes amateurs mis en présence de substrats légitimes. © Autophagy (2013)

Note

• (*) Cette étude a été effectuée dans le cadre d'un contrat européen Marie Curie et a bénéficié du soutien financier de La Ligue contre le cancer Grand ouest, de la région Poitou-Charentes et de Retina France. Les travaux de microscopie ont été réalisés par la plateforme IMAGEUP de l'Université de Poitiers et par le Centre d'imagerie de l'IGBMC de Strasbourg.
  

 

En savoir plus

• A chimerical phagocytosis model reveals the recruitment by Sertoli cells of autophagy for the degradation of ingested illegitimate substrates, Marina Yefimova, Nadia Messaddeq, Thomas Harnois, Annie-Claire Meunier, Jonathan Clarhaut, Anaïs Noblanc, Jean-Luc Weickert, Anne Cantereau, Michel Philippe, Nicolas Bourmeyster, Omar Benzakour, Autophagy (2013), 9(5):653-666, doi:10.4161/auto.23839.
  

 

Contact chercheur

• Omar Benzakour
  Institut de physiologie et biologie cellulaires (IPBC)
  FRE3511 CNRS/Université de Poitiers
  Université de Poitiers
  Bâtiment B36 - Pôle Biologie-Santé
  1 rue Georges Bonnet - BP 633
  86022 Poitiers Cedex