Language
Country/Area
No result found
Saviez-vous que les virus, les acides nucléiques et même les mitochondries entières peuvent être transmis entre les cellules ?
Dans le monde microscopique de la biologie, il existe une structure étonnante appelée « nanotubes tunnels (TNT) ». Ces connexions intercellulaires permettent non seulement la transmission de messages, mais peuvent même transporter des composants cellulaires importants tels que les acides nucléiques et les mitochondries. Cette forme avancée de communication de cellule à cellule est importante pour notre compréhension de la façon dont les cellules interagissent.
Les nanotubes à canaux ont un diamètre compris entre 0,05 microns et 1,5 microns, peuvent s'étendre sur des longueurs de plusieurs diamètres de cellules et peuvent être divisés en types ouverts et fermés.
Ces minuscules structures existent non seulement entre certaines cellules animales, mais présentent également des fonctions puissantes. Ces canaux permettent aux cellules de se connecter sur des distances allant jusqu'à 100 microns et peuvent faire passer des parties de la membrane cellulaire entre deux cellules, formant ainsi une connexion cellulaire directe. En plus de la communication de base de cellule à cellule, ils sont également capables de transférer des acides nucléiques tels que l'ARNm et le miARN, ainsi que de transmettre des agents pathogènes tels que le VIH et les prions.
L'histoire des nanotubes à canaux
Le concept de nanotubes à canaux a été proposé pour la première fois en 1999. Le but de la recherche à l'époque était d'explorer le développement morphologique des ailes de Drosophila melanogaster. Alors que les recherches continuaient à s'approfondir, un article de 2004 a décrit plus en détail les structures de connexion formées entre les cellules PC12 et a nommé ces structures « nanotubes de canaux » pour la première fois. Ces études préliminaires montrent que la formation de nanotubes est étroitement liée au transfert de membranes cellulaires et d'organites.
Formation de nanotubes
Le mécanisme de formation des nanotubes à canaux est encore à l'étude et il existe deux hypothèses principales. La première est que le contact direct entre les cellules permet aux protubérances cytoplasmiques de s’étendre vers une autre cellule et éventuellement de fusionner avec la membrane de la cellule cible. L’autre se produit lorsque deux cellules interconnectées se séparent, laissant derrière elles des nanotubes qui agissent comme des ponts pour rester connectés.
L'étude a révélé que certaines cellules dendritiques et monocytes THP-1 se connectaient via des nanotubes de canaux et montraient des signes de flux de calcium lorsqu'ils étaient stimulés par des bactéries ou des machines.
Transfert de substances entre cellules
Transfert de mitochondries
Il a été démontré que les nanotubes à canaux constituent un mécanisme capable de transférer des mitochondries entières entre les cellules. Dans certaines études, il a été démontré que les cellules cancéreuses étaient capables de voler les mitochondries des cellules immunitaires grâce à ces nanotubes. Lorsque les cellules sont endommagées, les mitochondries endommagées libèrent des espèces réactives de l'oxygène, déclenchant les cellules souches mésenchymateuses voisines pour leur fournir des mitochondries saines via des nanotubes, un processus censé faciliter la réparation cardiaque.
Propagation du potentiel d'action
Des études récentes ont montré que les nanotubes-canaux sont capables de propager des potentiels d'action à travers leur réticulum endoplasmique étendu. Un tel processus peut favoriser la diffusion active des ions calcium dans d’autres cellules, facilitant ainsi la signalisation intercellulaire.
Transmission d'agents pathogènes
Non seulement les mitochondries peuvent être transportées via des nanotubes de canaux, mais de nombreux virus peuvent également utiliser ces structures pour se propager. Par exemple, des recherches ont montré que le virus SARS-CoV-2 est capable de construire des nanotubes canalisés pour se propager des cellules du nez à d’autres parties du corps. De plus, la propagation du virus VIH entre les cellules dendritiques repose également sur la présence de ces nanotubes.
Par rapport aux patients dont le VIH n'avait pas progressé sur une longue période, leurs cellules dendritiques étaient défectueuses dans leur capacité à former des nanotubes canaux, ce qui peut expliquer le mode de transmission du virus.
Applications en nanomédecine
Les nanotubes à canaux présentent un potentiel d'application en nanomédecine. D’une part, les chercheurs pourraient envisager de bloquer la formation de nanotubes pour réduire la toxicité des traitements, d’autre part, favoriser la formation de nanotubes pourrait améliorer l’efficacité des traitements ;
Conclusion
Les nanotubes à canaux offrent aux cellules un moyen unique de communiquer, démontrant comment les cellules interagissent à distance. Ce domaine de recherche émergent nous permet non seulement de mieux comprendre la biologie cellulaire, mais ouvre également de nouvelles perspectives pour les futures technologies médicales. Quels potentiels inexplorés se cachent dans un monde aussi microscopique ?
