Dans une revue récente publiée dans la revue Nature Reviews Gastroentérologie et Hépatologie, les chercheurs examinent les rôles multiformes des neutrophiles dans les maladies inflammatoires de l’intestin (MII) et mettent en évidence leurs interactions avec le microbiote intestinal.
Étude: Neutrophiles : des MII au microbiote intestinal. Crédit d’image : BioFoto/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Les MII, qui comprennent la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, résultent de facteurs génétiques, microbiens et environnementaux. Les MII proviennent souvent de mutations avec perte de fonction, qui entraînent une réduction des réponses immunitaires innées, une suppression du contrôle du microbiote, une inflammation secondaire et des lésions tissulaires.
Les neutrophiles, essentiels à l’immunité innée, jouent un rôle clé dans les MII, en particulier dans la maladie de Crohn ; cependant, ces cellules inflammatoires ont été moins étudiées que d’autres cellules immunitaires comme les lymphocytes T. Des recherches supplémentaires sont donc nécessaires pour bien comprendre les rôles complexes des neutrophiles dans les MII et leurs interactions avec le microbiote intestinal.
Diversité et plasticité des neutrophiles
Contrairement aux croyances antérieures selon lesquelles les neutrophiles sont homogènes, des études récentes ont révélé leur remarquable hétérogénéité et leur adaptabilité à la fois en matière de santé et de maladie. Cette complexité est particulièrement apparente dans les MII, où les neutrophiles ont des phénotypes et des fonctions divers. Ces découvertes remettent en question la vision traditionnelle des neutrophiles comme de simples cellules antimicrobiennes, mettant ainsi en évidence leur rôle dans la modulation des réponses immunitaires et l’interaction avec le microbiote.
Des progrès récents ont conduit à l’identification de plusieurs sous-types de neutrophiles, notamment les neutrophiles de faible densité (LDN), les neutrophiles de densité normale (NDN) et les neutrophiles associés aux tumeurs (TAN). Cependant, les différences fonctionnelles précises entre ces sous-types restent floues. De plus, les états distincts d’activation et de maturation des neutrophiles et la manière dont ils répondent aux environnements tissulaires locaux ajoutent une autre couche à leur complexité.
Double rôle des neutrophiles dans les MII
Dans les MII, les neutrophiles sont essentiels à la défense de la barrière intestinale, mais contribuent également à l’inflammation chronique et aux lésions tissulaires. Bien qu’essentiel pour lutter contre les agents pathogènes, le recrutement de neutrophiles dans la muqueuse intestinale peut entraîner une perturbation de la barrière épithéliale et exacerber l’inflammation.
Les neutrophiles amplifient les réponses immunitaires en libérant des espèces réactives de l’oxygène (ROS), des granules cytotoxiques et des pièges extracellulaires à neutrophiles (NET). Ces actions, bien qu’antimicrobiennes, peuvent causer des dommages importants aux muqueuses. À l’inverse, certains sous-ensembles de neutrophiles jouent un rôle protecteur dans les MII en contribuant à la réparation des tissus et à la résolution de l’inflammation.
La contribution des neutrophiles aux MII varie selon les patients et est influencée par les prédispositions génétiques et les facteurs environnementaux locaux. Comprendre ces influences est essentiel pour développer des thérapies ciblées qui modulent les fonctions des neutrophiles sans compromettre leurs rôles essentiels.
Neutrophiles, microbiote et MII
Plus de 350 gènes de susceptibilité aux MII sont liés aux fonctions des neutrophiles, soulignant ainsi l’importance de ces cellules dans le développement de la maladie, en particulier à l’interface hôte-micro-organisme. Ces facteurs génétiques influencent le comportement des neutrophiles et la composition du microbiote, ce qui souligne la dynamique complexe des interactions microbiote-neutrophiles dans les MII.
Comprendre la relation complexe entre les neutrophiles, le microbiote intestinal et les MII est crucial pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques. En ciblant cette interaction, il pourrait être possible de répondre aux besoins médicaux non satisfaits en matière de traitement des MII en proposant des approches plus efficaces et personnalisées.
Les neutrophiles jouent un rôle central dans le maintien de l’homéostasie intestinale en équilibrant le microbiote intestinal, en encapsulant les micro-organismes commensaux lors de l’inflammation et en contrôlant les populations microbiennes. Le recrutement des neutrophiles dans la muqueuse intestinale, qui repose sur des récepteurs de chimiotaxie comme le récepteur 2 des chimiokines à motif CXC (CXCR2) et des cytokines comme l’interleukine 17 (IL-17), est vital pour cet équilibre. Notamment, les neutrophiles produisent de l’IL-22, renforçant ainsi leur rôle dans le confinement bactérien et favorisant la restauration épithéliale lors de colites.
L’infiltration chronique de neutrophiles lors d’une inflammation prolongée peut altérer considérablement l’environnement intestinal. Leur libération de ROS crée un milieu favorable pour les pathobiontes comme Entérobactéries espèces.
Les granules des neutrophiles libèrent des peptides antimicrobiens (AMP) qui interagissent avec le microbiote en modifiant l’immunité locale et en influençant la composition du microbiote. Ces mécanismes font partie de « l’immunité nutritionnelle » de l’organisme, dans laquelle les neutrophiles régulent la biodisponibilité des micronutriments essentiels pour manipuler la croissance de différentes espèces bactériennes.
Régulation des fonctions des neutrophiles par le microbiote
Dans des conditions normales, le microbiote exerce une influence significative sur les fonctions des neutrophiles, affectant ainsi leur développement, leur recrutement, leur activation et leur maturation. Cette relation devient évidente dans les maladies inflammatoires comme les MII, où les interactions directes entre le microbiote et les cellules immunitaires sont intensifiées.
Le microbiote a un impact direct sur la production de neutrophiles dans la moelle osseuse. Les facteurs dérivés du microbiote, y compris les ligands des récepteurs de type Toll (TLR) et les protéines contenant le domaine d’oligomérisation de liaison aux nucléotides (NOD), voyagent de l’intestin à la moelle osseuse, influençant ainsi la myélopoïèse. Cet axe intestin-moelle osseuse démontre le rôle intégral du microbiote dans la régulation de la production de cellules immunitaires.
Le microbiote influence également l’activation et la maturation des neutrophiles. Dans divers modèles expérimentaux, il a été démontré que les modifications de la diversité microbienne ont un impact sur le recrutement et la réponse des neutrophiles.
Par exemple, les neutrophiles peuvent répondre sélectivement à différents lipopolysaccharides bactériens (LPS), ce qui affecte leur processus NETosis. De plus, les probiotiques comme Lactobacillus rhamnosus Il a été démontré que la souche GG inhibe l’activation des neutrophiles, démontrant ainsi le potentiel des facteurs dérivés du microbiote pour moduler les fonctions des neutrophiles.
Les acides gras à chaîne courte (AGCC), tels que le propionate, l’acétate et le butyrate, jouent un rôle important en influençant les réponses immunitaires, notamment celles des neutrophiles. Ces métabolites ont un impact sur l’apoptose des neutrophiles, la production de ROS et l’activité phagocytaire. D’autres métabolites dérivés du microbiote, notamment les acides biliaires et les catabolites du tryptophane, modulent également l’environnement intestinal, ce qui affecte indirectement le recrutement et l’activation des neutrophiles.
