Treize populations de macrophages révélées par analyse sur cellule unique chez la drosophile

Les macrophages constituent l’une des premières lignes de défense de notre organisme et agissent en absorbant les corps étrangers pour les digérer dans un processus appelé phagocytose. Ces cellules extrêmement mobiles communiquent aussi avec les différents organes et tissus, se comportant en véritables senseurs de notre état interne. Ils participent notamment au bon développement de l’enfant et au bon fonctionnement du corps adulte. Mais leur action peut aussi être négative comme le cas des macrophages associés aux tumeurs qui jouent un rôle clé dans l’apparition des métastases.

Comment ces cellules peuvent-elles avoir autant de fonctions ? Les macrophages sont-ils tous identiques ou existe-t-il des populations distinctes dédiées à différentes activités ? Cette dernière possibilité permettrait de garantir une réponse rapide, efficace et variée. Certains macrophages pourraient contrôler l’état métabolique, d’autres la réponse inflammatoire…

Pour valider cette hypothèse/théorie, les chercheurs ont développé un protocole utilisant la technologie à haut débit appliquée aux analyses sur cellule unique. Cette approche révèle les propriétés et les fonctions de chaque cellule au sein de l’organisme, permettant de répondre aux questions posées tant par la recherche fondamentale que par la médecine.

Cette technologie de pointe a été appliquée sur un modèle animal simple, la drosophile, afin de caractériser la diversité des cellules immunitaires (hémocytes). Jusqu’à présent sur ce modèle, deux types d’hémocytes étaient connus qui représentent respectivement l’équivalent des macrophages (i.e. plasmatocyte) et des plaquettes des mammifères (i.e. cellule à cristaux). Un troisième type cellulaire apparait durant la réponse inflammatoire (i.e. lamellocyte). Cette analyse transcriptomique a mis à jour pour la première fois un paysage cellulaire bien plus complexe. Treize populations de macrophages ont été identifiées dans la larve de la drosophile, certaines spécialisées dans la réponse à différents types de pathogènes, d’autres dans le stockage de l’énergie, d’autres encore dans la prolifération…. Et deux populations cellulaires de lamellocytes ont été révélées après challenge immunitaire par infestation avec une guêpe parasitoîde. Cette étude a été réalisée dans le cadre d'une collaboration internationale avec le laboratoire InStem (LIA-CALIM, Bangalore, Inde).

Grâce à cette découverte et aux outils génétiques disponibles chez la drosophile, il est maintenant possible de caractériser le rôle des différentes populations cellulaires du système immunitaire inné. Etant donné la forte conservation des processus immunitaires de la drosophile aux mammifères, ces travaux ouvrent des perspectives importantes dans la compréhension des processus physiopathologiques impliqués dans les pathologies humaines liées au système immunitaire.

Pour en savoir plus :

Temporal specificity and heterogeneity of Drosophila immune cells.
Cattenoz PB, Sakr R, Pavlidaki A, Delaporte C, Riba A, Molina N, Hariharan N, Mukherjee T, Giangrande A.
EMBO J. 2020 Mar 12:e104486. doi: 10.15252/embj.2020104486. [Epub ahead of print]