Phagocytose de gouttes d'émulsions fonctionnalisées par des IgG – PhagoDrop

La phagocytose est le processus par lequelle une cellule internalize des objets plus grands que 0.5 microns. Alors que les organismes unicellulaires utilisent la phagocytose pour capturer des proies et s'en nourrir, ce processus est fondamental dans l'immunité innée, l'homéostasie cellulaire et la construction tissulaire des organismes multicellulaires. L'immunité innée implique des cellules spécialisées, les phagocytes professionnels, qui patrouillent l'organisme, identifient, ingèrent et éliminent les pathogènes. Parmi eux, nous nous intéressons aux macrophages qui ont pour rôle de débarrasser les cellules sénescentes et les pathogènes. La phagocytose par des macrophages est activée par l'attachement de la cible à des récepteurs spécifiques présent à la surface de la cellule. De nombreux récepteurs ont été identifiés, chacun étant associé à des voies de signalements et mécanismes d'ingestion différents. Dans le cas de la phagocytose médiée par les récepteurs Fc\gamma, les antigènes présents à la surface de la cible sont tout d'abord reconnus par des anticorps solubles, les immunoglobulines G. La partie Fc des igG est alors activement reconnue par les recepteurs Fc\gamma qui forment des clusters et déclenchent l'internalisation. La phagocytose s'effectue alors par une extension membranaire et la clôture d'un compartiment spécifique, le phagosome, dans lequel le pathogène sera dégradé.
La majeure partie des études visant à décrire le processus de phagocytose sont réalisées avec des particules modèles comme des particules de polymère. La versatilité et la reproducibilités des particules synthétiques a permis de mettre en évidence l'influence de paramètres comme la taille de la cible, sa chimie de surface, sa forme et ses propriétés mécaniques sur l'efficacité de phagocytose.
Les antigènes présents à la surface des cibles endogènes, comme les erythrocytes, les cellules cancéreuses et les cellules apoptotiques sont caractérisés par une mobilité latérale qui ne peut pas être rendue par des protéines adhésives simplement adsorbées sur des particules solides. Dans le contexte immunologique, des phénomènes comme la formation d'une synapse immune, ou la fabrication de cellules présentatrices d'antigènes artificielles, nécessitent des antigènes ou de leurs récepteurs une mobilité latérale dans la zone d'interface avec la cible.
Nous avons confirmé que les émulsions fonctionnalisées par des IgGs sont des particules synthétiques qui permettent une mobilité latérale des ligands et qui montrent un comportement différent si on les compare à des particules solides, à la fois en terme d'efficacité de phagocytose, mais aussi d'un point de vue microscopique.
Dans ce projet, nous voulons dans un premier temps (WP1) étudier quantitativement l'influence de paramètres comme la taille, la tension interfaciale et la viscosité des gouttes sur le processus de phagocytose de manière à rationaliser l'ingénierie de nos matériaux. Dans un second temps (WP2), nous voulons analyser la cascade de la réponse phagocytaire qui se produit lors de l'adhesion, internalisation et maturation du phagosome. Nous étudierons la dynamique des IgGs, leur traffic intracellulaire, la production d'espèces radicalaires et enfin le devenir des gouttes sur des échelles de temps longues.