Les scientifiques de l'ETH ont montré que les macrophages du système immunitaire sont régulés non seulement biochimiquement, mais aussi mécaniquement. Cela pourrait expliquer pourquoi les cellules sont moins actives dans les tissus corporels sains.

Les macrophages sont un type de globule blanc. Le terme vient du grec pour « gros mangeur », qui décrit l'un des rôles que jouent ces cellules dans notre organisme :elles détectent et engloutissent les bactéries pathogènes, déclenchant une réponse inflammatoire qui combat l'infection. Les macrophages sont régulés par des cytokines et d'autres substances biochimiques. Ces molécules stimulent les macrophages pour augmenter leur activité en cas de besoin et se calmer une fois leur travail terminé.

Viola Vogel, Professeur au Département des sciences et technologies de la santé, et le postdoctorant Nikhil Jain ont maintenant découvert un autre mécanisme de régulation des macrophages pro-inflammatoires :l'information spatiale. Lorsque les macrophages se trouvent dans le tissu entre d'autres cellules et sont resserrés par elles, leur activité est réduite - même si des stimuli de régulation positive sont présents.

Pas de réponses inflammatoires inutiles

« Non seulement les macrophages circulent dans le sang, ils peuvent également être trouvés dans tous les tissus du corps. Ils attendent tranquillement, comme des gardes, jusqu'à ce qu'ils soient nécessaires, " explique Vogel. Elle dit qu'il est très important pour le corps que les tissus des macrophages restent inactifs, car ils pourraient sinon déclencher des réponses inflammatoires inutiles :« Les macrophages n'ont pas besoin d'être activés tant que le tissu n'a pas été endommagé. » Cependant, les mécanismes qui atténuent l'activité des macrophages pro-inflammatoires dans les tissus sains n'ont pas encore été entièrement compris.

En menant des expériences de culture cellulaire en laboratoire, les scientifiques de l'ETH ont pu déterminer que les macrophages sont régulés à la fois biochimiquement et mécaniquement. En plaçant les macrophages dans des indentations semblables à des pores, ils pourraient restreindre la propagation des cellules individuelles.

Ces expériences ont également permis aux chercheurs de débloquer les mécanismes moléculaires sous-jacents. La fonction d'un macrophage est liée à sa taille :s'il est activé, il grandit en élargissant son cytosquelette. Cela libère des facteurs qui influencent l'activité des gènes. Le macrophage, cependant, ne peut pas se développer s'il est enfermé par des barrières externes.

Comprendre les maladies et améliorer les implants

La découverte que les facteurs spatiaux orientent l'activation des macrophages a des implications majeures pour la compréhension de diverses maladies. "De nombreuses maladies liées à l'âge sont associées à la production latente de cytokines pro-inflammatoires produites par des macrophages insuffisamment contrôlés, " dit Vogel. Cela inclut les maladies rhumatismales, athérosclérose, obésité, cancer et plusieurs maladies auto-immunes.

En outre, la découverte suscitera de nouvelles idées sur la manière de structurer les surfaces des implants afin de réduire l'inflammation. "Nous montrons que la structure d'une surface matérielle affecte la réponse des macrophages, " dit Vogel. La prochaine étape pourrait être de voir si, par exemple, les patients qui reçoivent des implants avec des surfaces poreuses forment moins de tissu cicatriciel autour, comme le suggèrent déjà certaines observations précédentes.