Hémocyte

Définition

En biologie, un hémocyte est une cellule sanguine ou lymphatique du système immunitaire dans l'hémolymphe des arthropodes. L'hémocyte de la lymphe des invertébrés est similaire aux leucocytes et lymphocytes du sang des vertébrés. Les cellules hémocytaires font partie du groupe des phagocytes, responsables de la consommation des cellules envahissantes hostiles ou de la consommation et de l'élimination des cellules anciennes ou mortes.

Des hémocytes du moustique Anopheles gambiae :

Les hémocytes sont des composants essentiels de la réponse immunitaire des moustiques. (A) Trois populations d'hémocytes distinctes sont observées chez le moustique Anopheles gambiae : les prohémocytes (Pr), les granulocytes (Gr) et les oenocytoïdes (Oe).

Types d'hémocytes

Il existe plusieurs types d'hémocytes de base trouvés chez les arthropodes : cellules sécrétoires, plasmatocytes, cellules cristallines, lamellocytes, granulocytes, cellules oenocytoïdes, prohémocytes.

• plasmatocytes : hémocytes responsables de l'ingestion cellulaire (phagocytose).
• lamellocytes : cellules plates que jamais trouvées dans les cellules adultes et qui ne sont présentes que dans les cellules larvaires pour leur capacité à encapsuler les agents pathogènes envahissants.
• granulocytes : type cellulaire le plus abondant qui se fixent rapidement aux surfaces étrangères et s'engagent facilement dans la phagocytose.
• oenocytoïdes : ne se propagent pas facilement sur les surfaces étrangères et sont les principaux producteurs de phénoloxydase, qui est la principale enzyme de la voie immunitaire de la mélanisation.
• prohémocytes : petites cellules de fonction inconnue, qui peuvent résulter de la mitose asymétrique des granulocytes.

Voir aussi les hémocytoblastes.

Différents types cellulaires chez Locusta migratoria :

Organisation du tissu hématopoïétique de Locusta migratoria, avec les différents types cellulaires : cellules réticulaires (traits pointillés fins) et îlots isogéniques d'hémocytes en différenciation; granulocytes (nombreux granules denses), coagulocytes (granules denses et corps fibrillaires) et plasmatocytes (gros pointillés). Les hémocytes matures migrent ensuite directement dans l'hémolymphe circulante du sinus péricardique.

Explications

Les hémocytes sont des cellules avec du fer, dérivées de cellules souches de la moelle osseuse. Normalement, le fer est trouvé dans les aliments ingérés. Dans le corps, le fer fait partie de l'hémoglobine et de la myoglobine. L'hémoglobine transporte l'oxygène dans le sang jusqu'aux tissus et aux organes. La myoglobine aide les cellules musculaires à stocker l'oxygène.

✅ Les lymphocytes T et lymphocytes B de la lignée myéloïde des vertébrés est homologue aux différentes lignées d'hémocytes d'invertébrés.

L'agglutination des hémocytes et la coagulation de l'hémolymphe contribuent toutes deux à la coagulation de l'hémolymphe chez les crustacés.

✅ Des oocystes ont été détectés dans l'hémolymphe lors d'expériences en laboratoire ou in situ, montrant l'interaction possible avec des cellules-clés du système immunitaire des invertébrés, les hémocytes. De manière surprenante, peu d'études visent à caractériser les effets de ces protozoaires sur les hémocytes ou globalement sur les réponses immunitaires.

Certains résultats ont été obtenus, basés sur l'exposition ex vivo d'hémocytes de Dreissena polymorpha (la moule zébrée) à une gamme de concentration d'oocystes de protozoaires (de 1 oocyste pour 25 hémocytes à 10 oocystes pour 1 hémocyte).

⭐ C'est une pratique courante d'ajouter de l'hémolymphe inactivée par la chaleur aux cultures d'hémocytes d'insectes pour éviter les réactions d'obscurcissement.

Rôle et fonctions

Les hémocytes sont principalement impliqués dans la réponse immunitaire des invertébrés aquatiques : ils exercent une phagocytose active et interviennent dans l'expression des gènes immunitaires après stimulation immunitaire.

Les hémocytes circulants participent à cinq classes de fonctions physiologiques chez les bivalves : la réparation des plaies, la réparation de la coquille, la digestion et le transport des nutriments, l'excrétion et la défense interne. Des détails concernant les rôles des hémocytes dans ces fonctions sont expliqués ci-après.

Brièvement, les hémocytes interviennent dans la réparation de la plaie par infiltration, agglutination et colmatage successifs de la plaie (sans système fibrinogène-thrombine-fibrine), suivis de la réparation de la plaie et de la phagocytose des éléments nécrotiques. Leur rôle connu dans la réparation de la coquille est celui du transfert du calcium et de la matrice organique de la glande digestive au site de réparation.

Les hémocytes sont présents non seulement dans le système vasculaire, mais errent également dans les tissus (une caractéristique du système circulatoire "ouvert"). Ils peuvent ainsi absorber les nutriments du tube digestif et les transmettre directement à d'autres tissus ou aux ovocytes en développement (vitellogenèse et transport des métabolites vers l'ovocyte). Il a été observé des variations saisonnières de la teneur en glycogène des hémocytes de Placopecten magellanicus, avec des niveaux plus importants en été qu'en hiver.

Les hémocytes peuvent participer directement à l'excrétion en absorbant les déchets, passant directement à travers l'épithélium des tubules néphridiens dans la lumière du rein et de là vers l'extérieur.

L'attention la plus récente s'est portée sur les rôles des hémocytes dans la défense interne. Bien qu'il soit difficile de résumer les observations souvent contradictoires, les points généraux suivants peuvent être mentionnés. Les leucocytes bivalves sont capables de phagocyter des matières étrangères et de les dégrader via les lysosomes.

Les granules de glycogène fréquemment retrouvés dans les hémocytes de bivalves (y compris les pectinidés) peuvent provenir de bactéries digérées. À cet égard, la défense interne et la nutrition sont quelque peu interdépendantes, et cette dimension n'est nulle part plus spectaculaire que dans les associations symbiotiques trouvées chez les bivalves habitant des habitats réducteurs.

Les hémocytes interviennent également dans la lyse extracellulaire des bactéries par la production de lysozymes circulants.

Histoire

En 1963, le professeur Joly recrute Jules Hoffmann comme assistant temporaire pour étudier les cellules lympho-sanguines (ou hémocytes), leur origine, leur structure et leur fonction en tant que sujet de recherche6. Il rejoint le CNRS en 1964. Le criquet migrateur - organisme modèle et matériel biologique de prédilection du laboratoire sur lequel de nombreuses études d'endocrinologie et de neuroendocrinologie ont ensuite été développées - a été choisi pour réaliser ces travaux. Son travail sur différents types d'hémocytes a commencé par une approche de microscopie électronique.

Son attention s'est alors tournée vers cet organe phagocytaire, décrit par Cuénot en 1957, où il a mis en évidence des cellules réticulaires à fonction macrophagique et des îlots hématopoïétiques, et les différents types hématopoïétiques semblent se différencier des cellules réticulaires.

Ils étaient tous organisés en îlots isogéniques, chacun ne contenant qu'un seul type d'hémocyte. Commence alors une collaboration avec un spécialiste de la microscopie électronique, technique très en vogue à l'époque, le Dr A. Porte, du Laboratoire de physiologie de l'Université de Strasbourg.

Les deux chercheurs ont décrit les cellules réticulaires qui pourraient être les cellules souches des hémocytes. Hoffmann pensait pouvoir alors rapprocher cette structure d'un organe hématopoïétique d'un vertébré. Fort de ces résultats, Hoffmann a présenté sa thèse d'État en 1969, déjà publiée sous la forme d'un essai étendu.

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