Migration des macrophages dans un environnement tridimensionnel

Migration des macrophages dans un environnement tridimensionnel:
rôle des récepteurs d’adhérence CD44 et beta1-intégrines.
Encadrant : V. Le Cabec (CR1 CNRS), IPBS, CNRS UMR5089, 205 route de Narbonne. Toulouse
Au cours d’une infection ou d’une blessure, le recrutement tissulaire des macrophages (Mph) joue un rôle
clé dans la réponse immunitaire. Cependant, ce processus peut devenir délétère et participe à la progression de
maladies telles que l’athérosclérose, les maladies inflammatoires chroniques et neurodégénératives, la
progression de cancers et la formation de métastases. Ainsi, le contrôle spécifique de l’infiltration tissulaire des
Mphs, sans affecter le recrutement bénéfique des lymphocytes, est devenu un enjeu thérapeutique.
La migration des Mphs a surtout été étudiée en deux dimensions (2D). Or, in vivo, dans la matrice
extracellulaire (MEC) tissulaire, elle opère majoritairement en trois-dimensions (3D) et fait appel à des
mécanismes différents de la migration en 2D. Nous avons démontré que, les Mphs sont capables d’adapter leur
mode migratoire à l’architecture de la MEC et que, contrairement aux autres leucocytes, ils adoptent le mode
migratoire mésenchymateux dans les MEC les plus denses (1,2). La migration mésenchymateuse (MM) est
dépendante de l’adhérence des cellules à la MEC et de sa protéolyse. Au cours de la caractérisation de la
migration MM, nous avons montré que les Mphs mettent en place des protrusions cellulaires à activité
protéolytique que nous avons caractérisées comme étant des podosomes 3D (3). Nous avons démontré que 2
récepteurs d’adhérence s’accumulent sur ces podosomes : le récepteur au hyaluronan (ou CD44), et les beta1-
intégrines. Au contraire, les beta2-integrines, indispensables à la migration 2D des Mphs et associées aux
podosomes 2D, sont absentes des podosomes 3D (1,3). Par ailleurs, nous avons réalisé une analyse
transcriptomique qui a démontré que la migration MM des Mph nécessite la mise en place d’un programme
transcriptionnel complexe (3000 gènes régulés). Parmi les gènes identifiés, l’ARN codant pour CD44 est up-régulé
et l’ARN codant pour plusieurs sous-unités d’intégrines sont down-régulés (beta3, alpha3, alpha6 et alpha7).
Aussi, l’objectif de ce projet est d’étudier le rôle de CD44 et des beta-1 intégrines dans la migration 3D
MM des Mphs. Le projet de M2R consistera à réaliser des expériences de migration 3D dans des MEC
d’architecture différentes déclenchant les migrations MA ou MM en présence ou en absence d’anticorps
bloquants spécifiques de CD44 et/ou de beta1 integrines. L’extinction de ces deux molécules d’adhérence par
siRNA sera également réalisée. Selon l’avancée des travaux, l’expression de molécules fluorescentes par lentivirus
pour étudier le suivi en vidéomicroscopie sera envisagée. Ce projet fait appel à des approches innovantes telles
que la migration en 3D dans des MEC et plusieurs autres techniques déjà mises au point dans l’équipe (utilisation
d’anticorps bloquants, quantification automatisée de la migration, extinction de protéines par siRNA dans les
Mphs, vidéomicroscopie). Si nous parvenons à démontrer l’implication de telle ou telle protéine d’adhérence
dans la migration 3D des Mphs, cette protéine deviendra un candidat potentiel pour l’inhibition de ce processus.
Techniques utilisées : isolement de monocytes humains à partir du sang, différenciation des macrophages
humains, migration en 3D dans différentes matrices extracellulaires, Imagerie cellulaire en 3D, quantification
automatisée de la migration (Image J), transfection et extinction de protéines par siRNA dans les macrophages
humains, Immunofluorescence, western blot
1. Matrix architecture dictates three-dimensional migration modes of human macrophages: differential involvement of
proteases. Van Goethem E, Poincloux R, Gauffre F, Maridonneau-Parini I, Le Cabec V. J Immunol. 2010 Jan 15;184(2):1049-61.
2. Three-dimensional migration of macrophages requires Hck for podosome organization and extracellular matrix proteolysis.
Cougoule C, Le Cabec V, Poincloux R, Al Saati T, Mège JL, Tabouret G, Lowell CA, Laviolette-Malirat N, Maridonneau-Parini I.
Blood. 2010 18;115:1444.
3.Macrophage podosomes go 3D. Emeline Van Goethem, Romain Guiet, Stéphanie Balor, Guillaume M. Charrière, Renaud
Poincloux, Arnaud Labrousse, Isabelle Maridonneau-Parini, Véronique Le Cabec. Eur. J. Cell Biol. 2010.