Le cerveau dialogue constamment avec le système immunitaire de l’organisme. Une telle communication semble viser à assurer un équilibre délicat entre la défense contre les blessures et les infections et la protection des tissus sains.
Aujourd'hui, des scientifiques de la faculté de médecine de l'université de Washington à Saint-Louis ont révélé comment les deux parviennent à un équilibre sain. L'étude, menée chez la souris, a révélé que des fragments de protéines immunostimulantes – appelés peptides gardiens – sont produits par le cerveau et la moelle épinière du système nerveux central pour maintenir l'équilibre immunitaire du cerveau et permettre un échange sain d'informations avec le système immunitaire.
L'étude, publiée le 30 octobre dans la revue Naturea le potentiel d'améliorer les traitements de maladies telles que la sclérose en plaques (SEP) et la maladie d'Alzheimer, entre autres.
« Nous avons découvert des peptides cérébraux gardiens qui interagissent activement avec le système immunitaire pour le contrôler, empêchant éventuellement les réponses immunitaires destructrices », a déclaré Jonathan Kipnis, PhD, professeur émérite Alan A. et Edith L. Wolff de pathologie et d'immunologie et professeur émérite de pathologie et d'immunologie. Enquêteur BJC chez WashU Medicine.
Nous pensons que ces peptides aident le système immunitaire à maintenir un état de « privilège immunitaire ». Nous sommes intrigués par la possibilité de développer de telles protéines provenant de cerveaux sains dans une thérapie visant à supprimer les réponses immunitaires inappropriées et à développer de meilleures thérapies modificatrices de la maladie pour les maladies neuroinflammatoires.
Jonathan Kipnis, PhD, professeur émérite Alan A. et Edith L. Wolff de pathologie et d'immunologie, faculté de médecine de l'Université de Washington
La surveillance immunitaire implique un sous-ensemble de cellules T qui peuvent déclencher une réponse immunitaire lorsqu'elles sont alertées d'une menace. Cette alerte se présente sous la forme d’un minuscule fragment de protéine – un échantillon de la menace potentielle – affiché à la surface d’un autre groupe de cellules immunitaires présentées. Si les cellules T considèrent le fragment protéique comme menaçant, elles lancent une attaque.
Les chercheurs ont découvert que les peptides gardiens étaient présentés par les cellules immunitaires à l'interface des frontières du cerveau, où ils attiraient et activaient un sous-ensemble de cellules T immunitaires dont la fonction est régulatrice, de sorte que ces cellules atténuent les réactions immunitaires anormales.
Min Woo Kim, étudiant diplômé du programme de formation de scientifiques médicaux de WashU Medicine et chercheur au laboratoire Kipnis, a examiné la présentation des cellules immunitaires du cerveau et de ses tissus immunitaires associés chez des souris en bonne santé. Il a découvert une abondance de protéines cérébrales présentes dans ces cellules, la protéine dominante étant un composant de la gaine de myéline, l'enveloppe protectrice des neurones qui est endommagée lors de la SEP.
Les chercheurs ont découvert que chez les souris atteintes de SEP, ces protéines étaient considérablement réduites. En ajoutant les peptides manquants dérivés du cerveau par injection de vésicules – des compartiments liés à la membrane – dans le liquide céphalo-rachidien de souris atteintes de SEP, les scientifiques ont découvert que la thérapie activait et développait un sous-ensemble de cellules T suppressives. La fonction motrice s'est améliorée et la progression de la maladie a ralenti chez les souris traitées par rapport aux souris ayant reçu des vésicules témoins.
« Nous avons identifié un nouveau processus dans le cerveau dans lequel l'organe s'engage activement avec le système immunitaire pour présenter une image saine de lui-même », a déclaré Kim. « Cette image semble différente chez les souris atteintes de sclérose en plaques. Nous pensons que d'autres maladies neuroinflammatoires et même neurodégénératives peuvent avoir des signatures protéiques uniques présentées au système immunitaire, ouvrant la possibilité passionnante d'utiliser de telles signatures comme outil de diagnostic pour un diagnostic précoce. »
Les collaborateurs de WashU Medicine dans le cadre de l'étude comprennent Cheryl Lichti, PhD, professeure agrégée de pathologie et d'immunologie ; Clair Crewe, PhD, professeur adjoint de biologie cellulaire et de physiologie ; Maxim N. Artyomov, PhD, professeur doté d'anciens élèves de pathologie et d'immunologie ; et feu Emil R. Unanue, PhD, décédé avant de voir l'étude terminée. Unanue, lauréat du prix Albert Lasker de recherche médicale fondamentale en 1995, a été un pionnier dans la description des interactions entre les cellules T et les cellules de présentation qui permettent aux premières de reconnaître et de répondre aux envahisseurs étrangers.
