Dans la glande mammaire, les canaux galactophores sont indispensables car ils sont les conduits par lesquels le lait est amené vers le mamelon. A l’intérieur des cellules qui les tapissent, les cellules luminales, les organites et protéines sont répartis de manière asymétrique. Cette « polarité » cellulaire est l’élément clé de leur bon fonctionnement.

Parmi les nombreux facteurs engagés dans l’établissement correct de cette polarité, les chercheurs d’une équipe anciennement localisée à l’institut Curie (Inserm/CNRS, Paris) maintenant au Grenoble Institut des Neurosciences (Inserm/Université Joseph Fourier) se sont intéressés à la huntingtine, plus connue pour son rôle dans la maladie de Huntington, une maladie neurodégénérative. De manière surprenante, elle est non seulement présente dans le cerveau mais aussi dans toutes les cellules du corps, et serait impliquée dans l’architecture et le développement de la glande mammaire.

Section de glande mammaire marquée pour les cellules basales (vert), et un organite (appareil de Golgi, rouge). L’organite est localisé sur le noyau (bleu) des cellules luminales et témoigne de leur polarité. © Salah ELIAS.

Dans ces travaux menés par l’équipe de Sandrine Humbert et publiés dans Plos Biology, la huntingtine a été supprimée des cellules luminales chez des souris, puis, l’effet sur le développement des glandes et la lactation a été étudié. Les canaux galactophores des souris ayant perdu la huntingtine sont plus longs à se former et présentent une architecture anormale avec une lumière malformée. Parallèlement, la lactation est aussi affectée : l’abondance en protéines de lait est réduite et surtout, ces souris n’ont pas pu allaiter leurs souriceaux occasionnant de graves défauts de poids.

La huntingtine détermine la polarité de ces cellules, en interagissant avec de nombreux autres facteurs. Son absence perturbe cette polarité, ce qui est à l’origine des troubles fonctionnels et structurels observés dans la glande mammaire.

« Pendant la formation des tumeurs, on observe une désorganisation similaire de la polarité cellulaire. La caractérisation du rôle de la huntingtine est donc essentielle pour mieux comprendre le développement pathogénique à l’origine des cancers du sein » conclut Sandrine Humbert, directeur de recherche Inserm.

Les bactéries filamenteuses segmentées (SFB) sont des bactéries de la famille des Clostridiales qui colonisent l’intestin de nombreuses espèces et probablement aussi celui de l’Homme, sans provoquer de maladies : elles vivent en symbiose avec les cellules épithéliales et sont nécessaires à la maturation de la barrière immune intestinale.

Cellules épithéliales intestinales humaines en culture ©Inserm/Martin, Sandra

Si le rôle clé de SFB dans la stimulation des défenses intestinales est maintenant bien établi in vivo chez la souris, les scientifiques se heurtaient depuis 50 ans à la reconstitution in vitro de cette symbiose afin d’en déchiffrer les interactions au niveau cellulaire et moléculaire. Les chercheurs de l’Institut Pasteur, du Collège de France, de l’Inserm/Institut Imagine-Necker et de l’université Paris Descartes sont parvenus pour la première fois à cultiver ces bactéries au contact de cellules épithéliales intestinales en dehors de leur hôte.

Zoom sur la symbiose entre les bactéries filamenteuses segmentées et leur hôte

Les SFB ont un cycle cellulaire inhabituel qui débute par leur attachement aux cellules épithéliales de l’intestin. Cet ancrage permet aux bactéries d’établir des échanges mutuellement bénéfiques avec leur hôte, dès le sevrage.

L’interaction intime entre SFB et son hôte fournit à la bactérie les nutriments nécessaires à sa croissance et, en retour, favorise le développement et l’éducation du système immunitaire intestinal. Un équilibre finement régulé se met en place entre SFB et son hôte, les bactéries protégeant celui-ci des pathogènes en renforçant la barrière épithéliale et son système immunitaire. Les souris ayant une flore intestinale dépourvue de SFB sont ainsi plus sensibles aux infections, et ce même à l’âge adulte.

La reconstitution des interactions entre SFB et cellules épithéliales in vitro va permettre de décoder le dialogue entre l’hôte et cette bactérie. Ces travaux pourraient aussi aider à comprendre comment les antibiotiques peuvent altérer le développement du système immunitaire, les antibiotiques faisant disparaître SFB de la flore intestinale.

Les macrophages sont des cellules clés de l’immunité innée. Par la phagocytose – capture et ingestion d’éléments à détruire – ils participent à la défense des tissus de l’hôte contre l’infection. Il existe deux types de macrophages : les macrophages résidant dans les tissus, et ceux issus de la moelle osseuse circulant dans le sang (ou monocytes), qui sont recrutés dans les tissus en cas d’infection. Ces deux types de macrophages ont une origine, un développement et des fonctions distincts.

Des chercheurs de l’Institut Pasteur, de l’Inserm et de l’université Paris Descartes – Sorbonne Paris Cité (unité de Biologie des infections, Inserm U1117, dirigée par Marc Lecuit) ont mis en évidence que les macrophages résidents du foie étaient rapidement tués par la bactérie pathogène Listeria monocytogenes. Cette mort précoce déclenche le recrutement dans le foie de macrophages issus du sang. Ceux-ci vont dans un premier temps contrôler l’infection bactérienne, puis, et de façon inattendue, remplacer les macrophages résidents du foie tués par l’infection.

Ce mécanisme jusqu’ici inconnu permet de mieux comprendre comment un organe comme le foie contrôle une infection bactérienne et revient à son état d’équilibre une fois le pathogène éliminé. Sur un plan immunologique, cette étude révèle également une interconnexion fonctionnelle inédite entre macrophages résidents et recrutés.

Illustration : Macrophage hépatique (en vert) phagocytant les bactéries pathogènes Listeria monocytogenes (en rouge). © Institut Pasteur