Les cellules tueuses naturelles (NK) sont un type de globules blancs qui jouent un rôle essentiel dans le système immunitaire humain. Ils se spécialisent dans la détection et la destruction des cellules infectées par des virus ou cancéreuses. Contrairement aux autres cellules immunitaires, les cellules NK peuvent fonctionner sans contact préalable avec les cellules cibles, ce qui en fait une première ligne de défense importante contre les nouvelles menaces.
Une équipe de recherche dirigée par le professeur Tian Zhigang et le professeur Peng Hui de l'Université des sciences et technologies de Chine (USTC) à l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec le professeur Zhang Zemin de l'Université de Pékin, a élucidé les changements dans les cellules tueuses naturelles (NK) dans différents types et tissus de cancer. Ils ont identifié une sous-population spécifique de cellules NK qui présentent des fonctions antitumorales anormales et qui prospèrent particulièrement dans le microenvironnement tumoral. Leurs découvertes ont été récemment publiées dans la revue Cell.
Nommées pour leur capacité à tuer directement les cellules cancéreuses, les cellules NK sont devenues un concurrent sérieux en immunothérapie, démontrant une excellente efficacité dans le traitement des cancers du sang. Cependant, l’hétérogénéité des cellules NK, avec des phénotypes et des fonctions variables dans différents microenvironnements tissulaires, pose des défis quant à leur application dans le traitement des tumeurs solides.
Depuis de nombreuses années, les équipes du Professeur Tian et du Professeur Peng étudient l'hétérogénéité des cellules NK dans différents tissus. Dans cette étude, les chercheurs ont collecté un vaste ensemble de données sur le transcriptome unicellulaire couvrant 24 types de cancer, comprenant un total de 1 223 échantillons provenant de 716 patients et 47 individus en bonne santé. Pour la première fois, ils ont identifié cinq sous-types de cellules CD56brightCD16loNK différents et neuf sous-types de cellules CD56dimCD16hiNK à un niveau pan-cancer complet. La diversité phénotypique et fonctionnelle de ces isoformes a été soigneusement caractérisée.
En intégrant ce vaste ensemble de données, les chercheurs ont observé des préférences pour la composition des sous-types de cellules NK selon les types de cancer. Notamment, la distribution des sous-types de cellules NK dans les tumeurs, les tissus adjacents et le sang périphérique présentait des différences significatives. À l’aide de techniques bioinformatiques avancées, les chercheurs ont déterminé que le gène RGS1 est fortement exprimé dans les cellules NK non sanguines. Au niveau transcriptionnel, RGS1 présente une spécificité et une sensibilité significatives par rapport aux marqueurs traditionnels résidant dans les tissus.
En sondant le microenvironnement tumoral, les chercheurs ont découvert un groupe de cellules DNAJB1+CD56dimCD16hiNK hautement enrichies en problèmes tumoraux. L'analyse de ce groupe a révélé un phénotype dysfonctionnel avec une cytotoxicité réduite, une augmentation des récepteurs inhibiteurs et des niveaux élevés de protéines liées au stress. Ce sous-type est appelé « cellules NK associées aux tumeurs » (cellules TaNK) et il bouleverse la compréhension traditionnelle selon laquelle une abondance plus élevée de cellules NK est bénéfique pour les patients atteints de cancer. En revanche, les cellules TaNK présentent une forte association avec un mauvais pronostic dans divers types de cancer et sont significativement résistantes à l’immunothérapie.
De plus, les chercheurs ont découvert que les cellules dendritiques (DC) LAMP3+ sont des régulateurs clés du fonctionnement des cellules NK. L'analyse des données de distribution spatiale a montré que les cellules NK situées à proximité des LAMP3 + DC présentaient une activité cytotoxique atténuée. Cette observation suggère que LAMP3+DC pourrait exercer une régulation anormale sur la fonction des cellules NK dans le microenvironnement tumoral.