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Le projet MecaNeu sélectionné dans l’AAP Covid-19 de l’Université Paris Saclay


Le projet MecaNeu sélectionné dans l'AAP Covid-19 de l'Université Paris Saclay

Le projet MecaNeu a été sélectionné dans l’appel à projets Covid-19 de l’Université Paris-Saclay, 2020. Il est mené par Julien Husson du LadHyX (Ecole Polytechnique) et Oliver Nüsse et son équipe de l’ICP (Université Paris-Saclay).

Propriétés mécaniques des neutrophiles dans l’inflammation aigue

Les patients Covid-19 en soins intensifs souffrent d’une inflammation aigue et développent souvent un syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA). Une des caractéristiques est un influx massif d’un type particulier de globules blancs, les polynucléaires neutrophiles, dans les poumons. L’activation de ces globules blancs (ou leucocytes) est probablement un facteur essentiel de la destruction des poumons. En effet, ces cellules possèdent une multitude de mécanismes destructeurs normalement dirigés contre des bactéries ou des champignons pathogènes. Dans le cas d’une activation inappropriée, ces mécanismes peuvent se retourner contre le tissu environnant sain et le détruire. Afin de maîtriser l’arrivée et l’activation inappropriée des neutrophiles, il convient de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents.
Le SDRA, provoqué par l’infection au coronavirus ou d’autres causes, implique une inflammation pulmonaire médiée par des leucocytes, dont les neutrophiles, qui se trouvent piégés dans la microvasculature pulmonaire. Le mécanisme de ce blocage des leucocytes n’est pas encore élucidé malgré la mortalité élevée que le SDRA engendre.
Des travaux dans la littérature montrent que le passage de neutrophiles dans des capillaires très étroits ( 5 µm) provoque le remodelage de leur cytosquelette d’actine, lui-même étant directement associé aux propriétés mécaniques d’une cellule. Le simple confinement des neutrophiles peut donc provoquer leur changement mécanique. Une équipe Française (Preira et al. Crit Care 2016) a par ailleurs récemment montré que la présence de certaines molécules dans le sérum de patients atteints du SDRA (des cytokines) ralentit le temps de passage de neutrophiles à travers d’étroits canaux microfluidiques, une mesure indirecte des propriétés mécaniques des cellules. Les cytokines sont donc un autre facteur pouvant altérer les propriétés mécaniques des neutrophiles et les bloquer dans des capillaires étroits. Ces deux études montrent ainsi que deux stimuli de nature très différente, mécanique (confinement) et biochimique (incubation avec des cytokines), changent les propriétés mécaniques des neutrophiles.

Mesurer les propriétés mécaniques des cellules requiert des appareils spécifiques. Nous avons développé un nouveau dispositif de microindentation avec deux micropipettes permettant à quantifier l’élasticité et la viscosité des cellules.

Le projet MecaNeu, mené par Julien Husson de l’équipe « Bioingénierie vasculaire et mecanobiologie » du LadHyX (Ecole Polytechnique) et l’équipe « Signalisation dans les phagocytes » de l’ICP (Université Paris-Saclay) dirigé par Oliver Nüsse, vise 2 objectifs.

1 : Quantifier l’évolution des propriétés mécaniques de leucocytes lorsqu’ils incubent en présence de cytokines dont les concentrations sont élevées chez les patients Covid-19.
2 : Vérifier que ces changements mécaniques peuvent être bloqués par des anticorps spécifiques contre la cytokine ou son récepteur.

Ces informations pourraient révéler des indicateurs utiles pour établir un diagnostic de la sévérité du SDRA chez un patient, et éventuellement indiquer des pistes thérapeutiques.