L’interaction entre les macrophages et leur milieu environnant affecte leur fonctionnement

Les propriétés mécaniques des substrats influencent le processus de phagocytose des macrophages

Les macrophages sont des cellules sentinelles de l’organisme dont l’une des fonctions principales est la phagocytose, c’est-à-dire l’ingestion et la dégradation de particules de grande taille comme des microorganismes ou des débris cellulaires. Ce processus nécessite une déformation de la membrane plasmique autour de la particule à internaliser, déformation qui est rendue possible par des modifications du cytosquelette, et plus précisément par la polymérisation des filaments d’actine.
Cependant, l’influence du microenvironnement, et plus particulièrement de ses propriétés mécaniques, sur la capacité des macrophages à phagocyter reste encore mal caractérisée. De plus, on ne sait pas comment la phagocytose modifie l’interaction des macrophages avec leur environnement.
Dans un article publié dans la revue iScience, des scientifiques ont étudié comment la rigidité d’un substrat influe sur la phagocytose.  Des macrophages ont été cultivés sur des gels de polyacrylamide de rigidités distinctes, mais semblables à celles retrouvées dans l’organisme.  Cette étude montre que le nombre de particules internalisées par les macrophages ainsi que l’accumulation d’actine pendant la phagocytose variaient avec la rigidité du substrat.

L’impact de la phagocytose sur l’interaction des macrophages avec leur environnement

En utilisant la microscopie à traction de force, une technique de microscopie qui permet de mesurer les forces exercées par les cellules sur leur environnement, les scientifiques ont montré que les macrophages interagissaient de façon plus dynamique avec leur environnement lorsqu’ils étaient en train de phagocyter. Ils ont également montré que la phagocytose entraînait une perte temporaire des structures adhésives, appelées podosomes, que les macrophages forment à l’interface avec leur substrat. Cette perte d’adhésion est concomitante à la polymérisation d’actine dans cette zone. Elle est associée à une moindre dégradation des composants de la matrice extracellulaire, qui est une fonction bien connue des podosomes.
Ces travaux démontrent l’existence d’une régulation réciproque entre les fonctions d’adhérence et de phagocytose chez les macrophages, ce qui contribue à mieux comprendre comment le microenvironnement façonne la réponse de ces cellules et vice versa. Cela représente un enjeu majeur pour des pathologies où les macrophages contribuent à la progression de la maladie, particulièrement pour celles caractérisées par une altération des propriétés mécaniques des tissus comme la fibrose et le cancer.

Figure :  (1) L’internalisation de particules par phagocytose est modulée par la rigidité du substrat des macrophages. (2) La phagocytose induit un remodelage des structures d’adhérence des macrophages, avec une perte transitoire des podosomes de façon concomitante à la polymérisation d’actine à la coupe phagocytaire et une dégradation moindre de la matrice extracellulaire. Par ailleurs, les macrophages en train de phagocyter interagissent de façon plus dynamique avec leur substrat.

En savoir plus : A crosstalk between adhesion and phagocytosis integrates macrophage functions into their microenvironment Manon Depierre, Anna Mularski, Artur Ruppel, Christophe Le Clainche, Martial Balland, Florence Niedergang iScience online February 20, 2025 https://doi.org/10.1016/j.isci.2025.112067