Après une dizaine d'années d'efforts, Le professeur Michael Reth de l'Institut de biologie III de l'Université de Fribourg et de l'Institut Max Planck d'immunobiologie et d'épigénétique a développé une méthode pour étudier l'organisation de la surface cellulaire à l'échelle nanométrique. Cela lui permet de surveiller comment le récepteur d'antigène, que les cellules B du système immunitaire utilisent pour reconnaître les substances étrangères, change après l'activation. Cette étude montre que les composants récepteurs se dissocient les uns des autres - plutôt que de s'assembler, comme supposé précédemment. La réorganisation des récepteurs sur la membrane cellulaire s'effectue dans une plage de 10 à 40 nanomètres. Sous un microscope optique, cependant, il n'est possible de distinguer que des objets distants d'au moins 250 nanomètres.

En utilisant des fragments d'anticorps, soi-disant Fabs, Reth, conférencier du pôle d'excellence ESBIO Centre d'études sur la signalisation biologique à l'Université de Fribourg, et son équipe a amélioré la résolution du test de ligature de proximité (PLA) précédemment développé environ 10 fois.

Cette technologie permet la détection de molécules uniquement lorsqu'elles sont situées à proximité les unes des autres. A l'aide de la méthode Fab-PLA plus précise, les scientifiques ont pu pour la première fois étudier à l'échelle de la dizaine de nanomètres comment les récepteurs se répartissent sur la membrane et comment ils se réorganisent. La méthode Fab-PLA est un nouvel instrument important pour le programme ESBIO Nanoscale Explorer (BiNEP), l'un des foyers de recherche du cluster d'excellence ESBIO Centre pour les études de signalisation biologique de l'Université de Fribourg.

Lorsqu'il est appliqué aux récepteurs d'antigène, la méthode Fab-PLA a révélé des points rouges fluorescents sur la membrane cellulaire des cellules B inactives :preuve que les récepteurs antigéniques apparaissent d'abord sur la membrane en groupes, ce qu'on appelle des groupes de récepteurs. Dès que les cellules B ont détecté un antigène et ont été activées, cependant, les points ont disparu – les récepteurs s'étaient éloignés les uns des autres. Cette découverte soutient le modèle de dissociation de l'activation des cellules B qui a été proposé par Michael Reth et Jianying Yang en 2010.

Les chercheurs ont également démontré comment se produit la dissociation :ils ont supprimé dans les cellules B le gène codant pour la molécule de signalisation Syk, une kinase qui coopère étroitement avec le récepteur antigénique. Sur les cellules B sans Syk, les amas de récepteurs étaient toujours présents après avoir lié l'antigène. Syk est donc la clé moléculaire qui ouvre le cluster de récepteurs et initie la réponse immunitaire. Afin d'élucider les détails supplémentaires de l'activation des cellules B, les chercheurs ont introduit Syk et les composants du récepteur antigénique dans les cellules de la mouche des fruits. Ils ont modifié Syk et déterminé que le cluster n'est pas brisé tant que la molécule n'est pas liée à la partie interne du récepteur d'antigène.

Les chercheurs ont publié leurs découvertes dans la nouvelle revue en libre accès eLife . L'étude comprenait également une enquête sur l'organisation à l'échelle nanométrique d'autres récepteurs sur les cellules B, comprenant la molécule CD19 ou CD20. "Nous avons découvert que de nombreux récepteurs sont organisés sur la membrane dans des zones spécifiques à l'échelle nanométrique, " explique Kathrin Kläsener, Doctorant et auteur principal de l'étude. La recherche a été financée en partie par une subvention avancée pour l'analyse à l'échelle nanométrique des îlots protéiques sur les lymphocytes du Conseil européen de la recherche (ERC), que Reth a reçu en 2012.