La diaphonie entre les cellules cérébrales et les cellules immunitaires périphériques peut moduler la progression de la sclérose en plaques (SEP), ont découvert des chercheurs de Mount Sinai. Leurs découvertes révèlent une manière jusque-là inconnue dont le cerveau et le système immunitaire communiquent entre eux et pourraient identifier une nouvelle cible thérapeutique pour la SEP et d’autres troubles cérébraux.
Dans une étude publiée le 8 mai dans la revue Immunitél’équipe a décrit comment la protéine inflammatoire interleukine-3 (IL-3) coordonne cette communication cellulaire et incite au recrutement de cellules immunitaires du sang vers le cerveau, exacerbant l’inflammation cérébrale et aggravant la pathologie de la SEP.
Bien que nous sachions que les cellules cérébrales et les cellules immunitaires sont importantes pour la sclérose en plaques, les voies ou protéines qui agissent comme des messagers pour assurer la communication entre ces populations cellulaires disparates sont mal comprises. Nous avons identifié une voie biologique jusque-là inconnue dans la SEP impliquant l’IL-3 en tant que médiateur de la diaphonie entre le cerveau et les cellules immunitaires et un régulateur important de l’inflammation cérébrale. »
Cameron McAlpine, PhD, auteur principal, professeur adjoint de médecine (cardiologie) et de neurosciences, Icahn School of Medicine at Mount Sinai
La sclérose en plaques est une maladie neuro-inflammatoire chronique qui touche environ un million de personnes aux États-Unis, les symptômes apparaissant généralement entre 20 et 40 ans. Caractérisée par des épisodes d’incapacité neurologique durant des jours ou des semaines, la maladie progresse souvent sur des décennies et finit par entraîner une mobilité réduite. , une cognition réduite et, finalement, une paralysie et une mort prématurée. Il n’y a pas de remède contre la SEP.
Depuis sa découverte il y a des décennies, l’IL-3 a été associée à de multiples troubles. Son lien avec la maladie d’Alzheimer a été identifié grâce à des recherches novatrices menées par la même équipe de l’Institut de recherche cardiovasculaire du mont Sinaï; il a également été lié à plusieurs maladies inflammatoires et auto-immunes. Mais son rôle dans le cerveau a été largement sous-étudié.
Pour leur enquête actuelle, les scientifiques de Mount Sinai ont utilisé à la fois des échantillons humains et des modèles de souris pour explorer la physiopathologie de l’IL-3 dans la SEP. Ils ont d’abord mesuré les niveaux d’IL-3 dans le liquide céphalo-rachidien de 29 personnes en bonne santé et de 36 patients atteints de SEP et ont découvert que ces derniers avaient des niveaux plus élevés d’IL-3 dans leur liquide céphalo-rachidien, qui agit comme un coussin aqueux et une autoroute cellulaire et protéique pour le cerveau.
À l’aide de quatre modèles de souris uniques, ils ont ensuite appris que les cellules cérébrales résidentes appelées astrocytes et les cellules immunitaires infiltrantes (cellules T) sont les principales sources d’IL-3 dans le système nerveux central. De plus, ils ont découvert que d’autres cellules immunitaires appelées microglie et cellules myéloïdes infiltrantes répondent à l’IL-3 en exprimant son récepteur, l’IL3-Ra, et que la suppression de l’IL-3 ou de l’IL-3Ra réduit considérablement l’infiltration et l’inflammation des cellules immunitaires, tout en améliorant sensiblement les symptômes cliniques de la SEP chez les souris.
Les chercheurs sont ensuite revenus sur des échantillons humains et ont effectué un séquençage nucléaire unique des cellules cérébrales de six personnes en bonne santé et de six patients atteints de SEP. « Nous avons trouvé dans le cerveau des patients atteints de SEP l’apparition de cellules myéloïdes exprimant l’IL-3Ra, et des preuves que ces cellules sont programmées et câblées pour l’inflammation et le recrutement de cellules immunitaires, des processus qui sont préjudiciables à la SEP », note l’auteur principal Máté Kiss, PhD, boursier postdoctoral de l’Institut de recherche cardiovasculaire du mont Sinaï. « Il s’agit d’une découverte essentielle car chez les patients atteints de SEP, l’expression de l’IL-3Ra dans les cellules myéloïdes et les niveaux d’IL-3 dans le liquide céphalo-rachidien sont en corrélation avec une aggravation de l’inflammation cérébrale et de la gravité de la SEP. »
En identifiant un nouveau mécanisme de la pathogenèse de la SEP, l’équipe de recherche a impliqué la signalisation IL-3 comme une nouvelle cible thérapeutique potentiellement prometteuse. « Les produits biologiques et les petites molécules ciblant la signalisation de l’IL-3 ont été utilisés dans le traitement du cancer », explique le Dr McAlpine, « et nos travaux suggèrent que cette voie pourrait être ciblée thérapeutiquement pour traiter non seulement la SEP, mais d’autres affections neuro-inflammatoires comme la maladie d’Alzheimer et la démence. Cependant, des travaux supplémentaires sont nécessaires pour tester formellement cela.
Le Centre de biologie des systèmes et le Département de radiologie du Massachusetts General Hospital et de la Harvard Medical School, ainsi que le Center for Genomic Medicine de Mass General, ont participé à l’étude.
Cette étude a été financée par des subventions des National Institutes of Health et du Cure Alzheimer’s Fund.
