nanotubes-cellules-communication
Les cellules de notre corps ont la capacité de se parler les unes avec les autres, tout comme les humains. Cette communication permet aux organes de notre corps de fonctionner de manière synchrone, permettant d’accomplir le nombre de tâches que nous faisons au quotidien.

Des tunnels de communication intercellulaires

L’un des moyens de communication est le « tunnelage de nanotubes » ou TNTs. Dans un article publié dans Nature Communications, des chercheurs de l’Institut Pasteur dirigé par Chiara Zurzolo ont découvert, grâce à des techniques d’imagerie avancées, que la structure de ces nanotubes remettait en cause le concept même de cellule.
Comme leur nom l’indique, les TNTs sont de minuscules tunnels qui relient deux cellules (ou plus) et permettent le transport d’une grande variété de cargaisons entre elles, notamment des ions, des virus et des organelles. Des recherches effectuées antérieurement par la même équipe à l’Institut Pasteur ont montré que les TNTs étaient impliqués dans la propagation intercellulaire de protéines amyloïdes pathogènes, impliquées dans la maladie d’Alzheimer et de Parkinson.
Cela a conduit les chercheurs à proposer qu’ils constituent une avenue majeure pour la propagation des maladies neurodégénératives dans le cerveau et représentent donc une nouvelle cible thérapeutique pour enrayer la progression de ces maladies pour le moment incurables.
Les TNTs semblent également jouer un rôle majeur dans la résistance du cancer au traitement. Mais comme les scientifiques en savaient encore très peu sur les TNTs et sur leurs relations avec les autres protrusions cellulaires telles que les filopodes, ils ont décidé de poursuivre leurs recherches pour étudier en profondeur ces minuscules connexions tubulaires.

Le dogme de l’unité cellulaire interrogé

Une meilleure compréhension de ces minuscules connexions tubulaires est donc nécessaire, car les TNT pourraient avoir des implications énormes pour la santé et contre des maladies humaines. Aborder ce problème a été très difficile en raison de la nature fragile et transitoire de ces structures, qui ne survivent pas aux techniques microscopiques classiques.
Afin de surmonter ces obstacles, les chercheurs ont combiné diverses approches de microscopie électronique à la pointe de la technologie et imagé les TNT à des températures inférieures à 0 ° Celcius.

En utilisant cette stratégie d’imagerie, les chercheurs ont pu déchiffrer la structure des TNT de manière très détaillée. Plus précisément, ils ont découvert que la plupart des TNTs – précédemment démontrés comme des connexions simples – sont en fait constitués de multiples nanotubes à effet tunnel individuels (iTNTs).
Leurs images montrent également l’existence de fils minces reliant les iTNTs, ce qui pourrait servir à accroître leur stabilité mécanique. Ils démontrent la fonctionnalité des iTNTs en montrant le transport d’organelles à l’aide d’une imagerie time-lapse.
Enfin, les chercheurs ont utilisé un type de microscopie appelé «FIB-SEM» pour produire des images 3D avec une résolution suffisante pour identifier clairement que les TNTs sont «ouvertes» aux deux extrémités et créent ainsi une continuité entre deux cellules.

«Cette découverte remet en cause le dogme des cellules en tant qu’unités individuelles, montrant que les cellules peuvent s’ouvrir aux voisins et échanger des matériaux sans barrière membranaire», explique Chiara Zurzolo, responsable de l’unité de traçage et de pathogenèse membranaire à l’Institut Pasteur.

Une nouvelle étape dans le décodage de la communication de cellule à cellule

En appliquant un flux de travail d’imagerie qui améliore les limitations antérieures des outils utilisés pour étudier l’anatomie des TNT, les chercheurs fournissent la première description structurelle des TNTs. Fait important, ils fournissent la démonstration absolue qu’il s’agit de nouveaux organites cellulaires ayant une structure définie, très différents des protrusions cellulaires connues.

«La description de cette structure permet de comprendre les mécanismes impliqués dans leur formation et fournit une meilleure compréhension de leur fonction dans le transfert de matériel directement entre deux cellules connectées», explique Chiara Zurzolo.

De plus, leur stratégie, qui préserve ces structures délicates, sera utile pour étudier le rôle que jouent les TNTs dans d’autres conditions physiologiques et pathologiques.

Une compréhension qui jette les bases de la propagation des maladies

Ce travail est une étape essentielle dans la compréhension de la communication de cellule à cellule via les TNTs et jette les bases d’investigations sur leurs fonctions physiologiques et leur rôle dans la propagation de particules liées à des maladies telles que les virus, les bactéries et les protéines mal repliées.
Source : Pasteur Institute
Crédit photo : capture d’écran (vidéo)