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Le voyage roulant des globules blancs : quel est le secret de leur « roulement » dans les vaisseaux sanguins ?
En immunologie, l'extravasation des leucocytes, ou cascade d'adhésion des leucocytes, est le processus par lequel les globules blancs (leucocytes) se déplacent de la circulation vers les sites de lésions tissulaires ou d'infection. Ce processus est un élément important de la réponse immunitaire innée et implique principalement le recrutement non spécifique de leucocytes. Les monocytes utilisent également ce processus pour se développer en macrophages en l’absence d’infection ou de lésion tissulaire.
Aperçu du processus
L'infiltration des leucocytes se produit principalement dans les veines post-capillaires, où la force de cisaillement dynamique du flux sanguin est réduite, favorisant l'infiltration des leucocytes. L'ensemble du processus peut être divisé en plusieurs étapes :
- Attraction chimique
- Pièce jointe de défilement
- Étroitement attaché
- Migration transendothéliale
Lorsque l’une de ces étapes est inhibée, le recrutement des globules blancs est interrompu. Les globules blancs remplissent leurs fonctions principalement dans les tissus, notamment la phagocytose des particules étrangères, la production d’anticorps, la sécrétion de déclencheurs de réponse inflammatoire (tels que l’histamine et l’héparine) et leur neutralisation. Dans l’ensemble, les globules blancs jouent un rôle important dans la protection de l’organisme contre les maladies.
Attraction chimique
Une fois reconnus et activés par les agents pathogènes, les macrophages des tissus endommagés libèrent des cytokines telles que l'IL-1, le TNFα et les chimiokines. Ces facteurs amènent les cellules endothéliales adjacentes au site de l’infection à exprimer des molécules d’adhésion cellulaire (telles que les sélectines) et dirigent les leucocytes circulants vers le site de la blessure ou de l’infection.
Pièce jointe de défilement
Les leucocytes se fixent à la paroi des vaisseaux sanguins comme des crochets collants et fixent des molécules de sélectine, ce qui provoque le ralentissement des leucocytes et leur début de roulement le long de la surface endothéliale.
Au cours de ce processus de roulement, des connexions transitoires se forment et se rompent entre les leucocytes et les sélectines endothéliales et leurs ligands. De telles interactions peuvent être modulées par le modèle de glycosylation du PSGL-1, de sorte que certaines variantes de sucre ont des affinités différentes, permettant aux leucocytes de migrer vers des sites corporels spécifiques, tels que la peau.
Étroitement attaché
Dans le même temps, les chimiokines libérées par les macrophages activent ces globules blancs roulants, provoquant le passage des molécules d'intégrine à leur surface d'un état de faible affinité à un état de haute affinité. Ces intégrines se lient étroitement et avec une grande affinité aux ligands spécifiquement exprimés sur les cellules endothéliales, fixant ainsi l'emplacement approximatif des leucocytes sur les cellules endothéliales.
Migration transendothéliale
Lors de la pénétration, le cytosquelette du leucocyte se réorganise, permettant au leucocyte de se déplier sur les cellules endothéliales et de former des pseudopodes, en passant par les espaces intercellulaires de l'endothélium. Ce processus est appelé diapédèse. Une fois l’endothélium traversé, les leucocytes doivent également pénétrer la membrane basale.
L'ensemble du processus d'échappement vasculaire est appelé exsudation, et les globules blancs migrent le long du gradient chimique chimiotactique dans le liquide interstitiel vers le site de la blessure ou de l'infection.
Biologie moléculaire
Le processus de diapédèse des leucocytes peut être résumé en plusieurs étapes : approche, capture, roulement, activation, liaison, amélioration et extension de la liaison, rampement dans les vaisseaux sanguins et migration transcellulaire ou transmigration. L’expression des sélectines est étroitement liée à l’activité des molécules d’adhésion cellulaire.
Sélectines et intégrines
Les sélectines sont exprimées après l'activation des cellules endothéliales vasculaires, comprenant principalement la P-sélectine et la E-sélectine, qui se lieront aux chaînes glycoprotéiques des globules blancs. Les intégrines sont principalement exprimées sur les globules blancs, où elles se lient aux molécules d'adhésion des cellules endothéliales et arrêtent temporairement le mouvement des globules blancs.
Cytokines
Le processus exsudatif est régulé par la réponse inflammatoire de fond des cytokines, qui induisent une vasodilatation et réduisent la charge de la surface du vaisseau, facilitant ainsi la liaison intermoléculaire avec les leucocytes.
Progrès récents
Au cours des dernières décennies, l’avènement des dispositifs microfluidiques a fourni de meilleurs outils pour étudier les interactions leucocytes-endothéliales. Ces nouvelles plateformes peuvent simuler des environnements physiologiques plus réalistes, facilitant ainsi une exploration plus approfondie du comportement des globules blancs.
Des études ont montré que les globules blancs présentent un comportement particulier dans des conditions de cisaillement élevé, un phénomène connu sous le nom d'« hypothèse de liaison de capture ». Cela signifie que dans certaines conditions, des forces de cisaillement élevées peuvent améliorer la force de liaison entre les leucocytes et les cellules endothéliales.
ConclusionBien que le mouvement et l’infiltration des globules blancs dans le corps semblent normaux, il existe d’innombrables processus et mécanismes biochimiques complexes derrière eux. Ces réponses sensibles à l’environnement protègent non seulement notre corps, mais révèlent également les mystères du fonctionnement de la vie. Tout cela peut-il être encore optimisé afin que nous puissions réaliser de plus grands progrès dans le domaine de la technologie médicale à l’avenir ?
