Un lymphocyte T erre dans le foie comme une personne sans carte dans un labyrinthe. La cellule infectée est quelque part tout près, mais il n'y a aucun panneau indicateur. On pensait autrefois que les cellules immunitaires percevaient une trace chimique du parasite et se dirigeaient droit vers lui. De nouvelles observations racontent autre chose : la cellule se contente d'explorer les couloirs les uns après les autres, et cela suffit.
Les chercheurs ont injecté à des souris des lymphocytes T activés, puis les ont infectées par le plasmodium du paludisme. Sous le microscope, ils filmaient en même temps le déplacement des cellules, la position du parasite et le réseau vasculaire. Les vaisseaux étaient numérisés et convertis en graphe : les points de ramification devenaient des sommets, et les segments de vaisseaux des arêtes dont la longueur servait de poids. Chaque position de cellule et de parasite était projetée sur le sommet le plus proche du graphe.
Quand on analysait le mouvement dans un espace ouvert, une petite partie des cellules semblait attirée vers le parasite. Mais dès qu'on tenait compte de la structure des vaisseaux, le nombre de cellules attirées et repoussées devenait identique. Il n'y a pas d'attraction systématique. En revanche, les simulations de recherche aléatoire ont montré qu'une seule cellule, sur tout le volume observé, trouve la zone infectée en 12 heures en moyenne. Au bout de 48 heures, la probabilité de succès dépasse 94 %.
Même sans attraction, dix cellules forment en six heures un amas autour du parasite. On voyait autrefois dans cet amas la preuve d'un attrait dirigé. Aujourd'hui, on comprend qu'il apparaît de lui-même, comme dans un labyrinthe où plusieurs personnes, errant au hasard, se retrouvent par chance le long d'un même mur. Le résultat ne change pas : le parasite est trouvé et détruit.
Le labyrinthe, qui semblait un obstacle, impose en réalité une géométrie de recherche commode. Le lymphocyte T n'a pas besoin de carte : il lui suffit de suivre les couloirs. Comprendre cela aide à évaluer combien de cellules immunitaires sont nécessaires à la protection, et pourrait être utile pour concevoir des vaccins contre le paludisme.
La dimension fractale du graphe des sinusoïdes s'est révélée proche de 1,7–2,0, donc inférieure aux trois dimensions du foie. Autrement dit, les lymphocytes T cherchent leur cible dans un espace dont les propriétés le rapprochent davantage d'un plan que d'un volume, ce qui accélère la recherche aléatoire.
Non publié sur arXiv. Voici sa page, le PDF et la formalisation : vous pouvez vérifier vous-même, pas seulement lire notre analyse.