Des chercheurs de l'UNSW du Centre d'excellence ARC en imagerie moléculaire avancée ont construit un capteur pour mesurer la charge membranaire de nos cellules T.

Les cellules T sont le "cerveau" de notre système immunitaire, il est donc extrêmement important de comprendre comment ils détectent et réagissent à l'antigène.

Jusqu'à présent, nous ne savions pas comment la liaison de l'antigène au récepteur des cellules T déclenche une réponse d'activation intracellulaire, ou pourquoi le récepteur ne signale pas lorsqu'il n'est pas lié aux antigènes.

Les interactions électrostatiques entre les protéines (le récepteur) et la membrane jouent ici un rôle clé.

Maintenant, il existe un outil pour mesurer les interactions électrostatiques membranaires dans les cellules.

Yuanqing (Alex) Ma, un doctorant de UNSW Scientia Professeur et directeur adjoint du Centre d'excellence en imagerie Katharina Gaus, était l'auteur principal d'un article en Biotechnologie naturelle .

Alex et l'équipe ont conçu et construit un capteur de transfert d'énergie par résonance (FRET) de Förster.

Alex a déclaré que le capteur de charge membranaire mesure le potentiel électrique au niveau du feuillet interne de la membrane plasmique cellulaire - une propriété membranaire différente du potentiel transmembranaire souvent connu dans le domaine des neurosciences.

"Nous avons créé un outil très cool en utilisant une science astucieuse qui nous permet de mesurer et de voir comment fonctionnent les cellules T, " il a dit.

"Notre capteur FRET peut mesurer de minuscules charges dans les cellules vivantes. Et cela nous permet de savoir comment l'environnement membranaire affecte le récepteur des cellules T et pourquoi il signale ou non.

L'idée de la conception du capteur était en fait assez simple, mais mettre l'idée en action n'a pas été simple, dit Alex.

"Il y a eu beaucoup d'essais et d'erreurs dans la construction du capteur, puis encore plus lorsque nous avons commencé à tester le capteur, " il a dit.

« Une fois que nous avons testé le capteur à l'extérieur de la cellule, nous avons dû le tester à l'intérieur de la cellule – ce qui était également assez délicat. Il y a tellement de facteurs imprévisibles qui se produisent dans une cellule qui compliquent souvent notre interprétation des résultats. Par conséquent, de multiples contrôles ont été effectués pour justifier le résultat, ce qui était dur."

Un autre outil que l'équipe a développé récemment est un capteur qui change de couleur lorsque le récepteur des cellules T se regroupe, rapporté dans le journal Communication Nature .

Ce capteur fonctionne aussi dans les cellules vivantes. Désormais, les chercheurs de l'UNSW peuvent surveiller l'environnement membranaire avec le capteur de charge, et la dynamique du récepteur avec le capteur de clustering.

"Ces capteurs nous permettent de cartographier les charges membranaires et la dynamique des récepteurs dans une cellule au fil du temps, qui a augmenté notre capacité à comprendre la fonction biologique de la charge membranaire dans différentes activités cellulaires, " dit Alex.

"C'était difficile avant à cause du manque d'outils."

L'une des choses que les capteurs ont aidé les chercheurs à comprendre est comment l'environnement lipidique membranaire affecte la structure du récepteur des cellules T lors d'une réponse immunologique.

Le professeur Gaus a déclaré qu'ils peuvent désormais suivre la régulation de l'activation des cellules T.

"Avant ce travail, nous ne pouvions que deviner pourquoi le récepteur ne signale pas dans les cellules au repos, " elle a dit.

"Ces capteurs ont été un tour de force d'Alex - ce n'était pas facile, par exemple, pour régler le capteur sur la plage dans laquelle les charges membranaires allument et éteignent le récepteur.

"Nous avons la toute première preuve directe que les interactions électrostatiques régulent la signalisation des récepteurs des cellules T."

L'équipe utilisera les outils fabriqués dans le laboratoire de l'UNSW pour mieux comprendre comment la signalisation des cellules T commence et est régulée.

« Nous sommes impatients de les mettre en œuvre et de découvrir comment notre système immunitaire déclenche des réponses en aval, " dit le professeur Gaus.