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Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 10093 (2023) Citer cet article

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La biologie déterminante qui distingue les pièges extracellulaires à neutrophiles (TNE) des autres formes de mort cellulaire n'est pas résolue, et les techniques permettant d'identifier sans ambiguïté les TNE restent insaisissables. La mesure de la diffusion Raman fournit un aperçu holistique de la composition moléculaire cellulaire basée sur les vibrations de liaison caractéristiques de composants tels que les lipides et les protéines. Nous avons collecté des spectres Raman à partir de NET et congelé/dégelé des cellules nécrotiques à l'aide d'une plate-forme à haut débit construite sur mesure, capable de mesurer rapidement les spectres de cellules uniques. L'analyse en composantes principales des spectres Raman des NET les distinguait clairement des cellules nécrotiques malgré leur morphologie similaire, démontrant ainsi leurs différences moléculaires fondamentales. En revanche, les techniques classiques utilisées pour l’analyse NET, la microscopie par immunofluorescence, l’ADN extracellulaire et l’ELISA ne pouvaient pas différencier ces cellules. De plus, l’analyse par apprentissage automatique des spectres Raman a indiqué des différences subtiles entre les NET induites par les lipopolysaccharides (LPS) et celles induites par l’acétate de myristate de phorbol (PMA), démontrant que la composition moléculaire des NET varie en fonction du stimulant utilisé. Cette étude démontre les avantages de la microscopie Raman pour distinguer les TNE des autres types de mort cellulaire et par leur voie d'induction.

Les pièges extracellulaires des neutrophiles (NET) sont une forme de mort cellulaire caractérisée par la dégradation du noyau et la libération d'ADN dans une structure semblable à un nuage ou à une chaîne1,2. En raison de leur nature délicate et variée, le développement de techniques spécifiques et simples pour la caractérisation des TNE a été difficile3,4. Bien qu’un grand nombre de recherches aient démontré que la formation des TNE est une forme contrôlée et distincte de mort cellulaire2,5, il existe un chevauchement important avec d’autres voies de mort cellulaire, et la définition exacte des TNE est en débat4. La décondensation et la libération de l'ADN distinguent les TNE des processus tels que l'apoptose, la nécroptose et la pyroptose, qui aboutissent tous à une condensation nucléaire6,7. Cependant, les étapes ultérieures de nombreuses voies de mort cellulaire peuvent entraîner une dégradation du noyau et une libération d’ADN, ce qui pourrait perturber l’analyse des paramètres. Par exemple, la nécrose secondaire, qui survient après l'apoptose, entraîne la décondensation de l'ADN, la lyse cellulaire et la libération du contenu extracellulaire8,9,10. De plus, la mort cellulaire non régulée, telle que la nécrose provoquée directement par des dommages physiologiques aux cellules, peut entraîner des caractéristiques remarquablement similaires à la formation de NET11,12. Il est essentiel de distinguer ces types de mort cellulaire afin de comprendre quelles voies sont activées pour provoquer la mort cellulaire, comment elles peuvent être contrôlées pour atténuer les conséquences pathologiques potentielles et si la mort cellulaire est le résultat d'agressions physiologiques ou d'un stress subi par les cellules. procédures expérimentales ou constitue une véritable voie de mort cellulaire programmée6.

La détection et la quantification des NET reposent généralement sur une combinaison de mesures de l'ADN extracellulaire, de morphologie cellulaire et de marqueurs protéiques, les plus courants étant la myéloperoxydase (MPO), l'élastase des neutrophiles (NE) et les histones citrullinées. La mesure de l'ADN extracellulaire utilise des colorants fluorescents, tels que PicoGreen2, pour mesurer l'ADN libéré dans le surnageant. Des colorants d'ADN imperméables tels que Sytox Green sont également souvent utilisés pour colorer les TNE, tout en excluant les cellules dont la membrane est intacte, permettant ainsi une quantification par des techniques telles que la cytométrie en flux13,14,15. Bien que faciles à mettre en œuvre, ces techniques sont limitées en raison de leur incapacité à distinguer les TNE des autres formes de mort cellulaire. L'analyse morphologique améliore cela, mais nécessite une imagerie suivie d'un comptage manuel ou d'un traitement d'image automatisé16,17,18,19,20. Cela peut être laborieux et introduire des biais, c'est pourquoi des marqueurs protéiques sont souvent introduits dans le but d'améliorer la précision. En plus d'aider les techniques d'imagerie, les marqueurs protéiques sont utilisés dans les ELISA sandwich, dans lesquels les TNE sont immobilisées à l'aide d'anticorps protéiques, généralement anti-MPO, et détectées via des anticorps anti-ADN (ou vice versa)21,22,23.