Application de la microscopie à force atomique dans l’analyse fonctionnelle des éosinophiles

Abstract

Introduction

Les éosinophiles sont des cellules du système immunitaire appartenant à la famille des granulocytes. Ces cellules possèdent de nombreuses fonctions comme l’élimination des pathogènes, tout en jouant un rôle dans l’homéostasie tissulaire et l’immunorégulation. Les éosinophiles peuvent changer de morphologie en réponse à une activation, une adhésion, une migration, ou des interactions cellulaires. La microscopie à force atomique (AFM ou Atomic Force Microscope) a émergé ces dernières années comme un outil précieux pour diverses applications physiques et biologiques. En biologie ultrastructurale, l’AFM permet de détecter des caractéristiques morphologiques sub-nanométriques. Grace à l’AFM, il est ainsi possible d’observer des modifications morphologiques et de mieux comprendre les mécanismes sous-jacents à l’activation et à la fonction des éosinophiles.

Méthodes

Nous avons développé différents modèles fonctionnels des éosinophiles. Tout d’abord, un modèle d’adhésion utilisant de la fibronectine a été étudié en plaçant les éosinophiles dans des puits coatés préalablement avec de la fibronectine (20 μg/mL pendant 24 h à 4 °C). L’adhésion des éosinophiles a été mesurée au cours du temps. Nous avons également mis au point un modèle de libération de pièges extracellulaires par les éosinophiles (EETosis ou eosinophil extracellular trap). L’induction de l’EETosis par le Phorbol myristate acetate (PMA) (50 ng/mL) a été suivie en temps réel avec un microscope (Incucyte S3, Sartorius) en utilisant un colorant fluorescent vert spécifique aux acides nucléiques. Enfin, l’imagerie par AFM a été réalisée en mode contact (pointe DI 0,3 N/m, Nanowizard 3, Bruker, USA) sur des cellules Eol-1 différenciées par action d’acide butyrique (0,5 mM) et après fixation s au glutaraldéhyde (0,5 %) sur des lames en verre.

Résultats

Nous avons observé une augmentation significative de l’adhésion des éosinophiles en présence de fibronectine, avec un pic à 1 heure (8,1 % vs. 65,58 %). L’induction de l’EETosis était très nette lorsque les éosinophiles sont activés avec un pic à 10 heures (1,81 % vs. 38,2 %). L’imagerie par AFM a révélé des différences morphologiques et physiques notables entre les cellules Eol-1 différenciées et non différenciées, démontrant la faisabilité de cette technique pour observer des changements morphologiques des éosinophiles.

Conclusion

Nos modèles fonctionnels et les techniques d’imagerie par AFM développés dans cette étude ouvrent de nouvelles perspectives pour l’analyse détaillée des propriétés morphologiques et mécaniques des éosinophiles. Cette approche novatrice nous permettra de suivre avec précision les modifications induites par l’activation, l’adhésion et autres stimulations des éosinophiles, améliorant ainsi notre compréhension de leurs fonctions.