Une nouvelle étude publiée dans le Journal respiratoire européen en mars 2020, l'accumulation de fer dans les cellules du poumon exacerbe les symptômes de l'asthme et réduit la fonction pulmonaire.
Crédit d'image: Kotcha K / Shutterstock
Le fer est un minéral nécessaire à la synthèse de l'hémoglobine, la molécule qui lie l'oxygène et le transporte dans le corps pour être utilisée par les cellules pour leur production d'énergie. L'absorption du fer est un processus qui est strictement réglementé à plusieurs niveaux, pour prévenir les carences ainsi que le stockage excessif, tout en maintenant les niveaux de fer en circulation normaux. La surabsorption du fer peut provoquer l'accumulation de fer dans les cellules. Cependant, les enfants nés de mères carencées en fer sont plus susceptibles d'avoir une respiration sifflante et une fonction pulmonaire réduite dans l'enfance, et un risque plus élevé d'atopie.
Comme l'explique le chercheur Jeff Horvat, «Nos organes et tissus ont besoin de fer pour soutenir le flux d'oxygène et l'activité enzymatique normale, mais les infections dans le corps ont également besoin de fer pour prospérer. Pour cette raison, notre système immunitaire a des moyens de cacher les minéraux de fer dans les cellules où les infections ne peut pas accéder au fer. Cela peut entraîner une accumulation de fer dans les cellules et les tissus des organes voisins. «
L'étude a été motivée par le besoin de savoir si les niveaux de fer dans les poumons participent au développement de l'asthme. Les auteurs soulignent que des niveaux élevés et faibles de fer se trouvent chez les patients asthmatiques. Cela peut indiquer la contribution de schémas d'absorption du fer inégaux ainsi que des niveaux anormaux de fer dans les maladies pulmonaires.
Horvat poursuit: « Il n'est pas clair si l'accumulation de fer dans les poumons contribue au développement de la maladie. Nous avons cherché à tirer parti de cela en étudiant le lien entre le fer et l'asthme, pour mieux comprendre si l'augmentation ou la diminution des niveaux de fer dans le les cellules pulmonaires aggravent la maladie. «
Sommaire
L'étude – étape 1
Les chercheurs ont utilisé des données provenant d'échantillons prélevés sur des patients asthmatiques ainsi que des modèles expérimentaux pour détecter l'absorption irrégulière de fer dans les cellules pulmonaires et découvrir comment les niveaux de fer dans les cellules pulmonaires sont liés à la gravité de la maladie. La première étape a consisté à analyser les niveaux de fer dans les cellules des voies respiratoires chez 23 patients, dont 12 souffraient d'asthme léger à modéré et 11 souffraient d'asthme sévère. La gravité de l'asthme a été déterminée par la quantité d'air pouvant être expirée en une seconde, ainsi que par la fréquence à laquelle l'individu a présenté des symptômes d'asthme.
Pour mesurer les niveaux de fer dans les cellules des voies respiratoires, les chercheurs ont effectué une biopsie de chacun des patients et ont également effectué un lavage au bronchoscope. Cette procédure implique l'insertion d'un tube dans les poumons par le nez ou la bouche, à travers lequel la solution saline est passée en petites quantités, dans la partie du poumon qui est testée. La solution est ensuite doucement aspirée et examinée pour les cellules et autres découvertes.
De plus, les enquêteurs ont prélevé des échantillons de brossage bronchique pour obtenir des échantillons de cellules de haute qualité. Ici, une petite brosse rigide est passée à travers le tube du bronchoscope pour brosser doucement certaines cellules tapissant l'intérieur des voies respiratoires. Ces échantillons ont été recueillis auprès de 97 patients, 39 souffrant d'asthme sévère, 29 d'asthme léger à modéré et 29 individus en bonne santé. Le prélèvement d'échantillons faisait partie du projet U-BIOPRED qui couvre toute l'Europe.
Les chercheurs ont maintenant analysé tous les échantillons à l'aide de plusieurs tests pour le fer.
Les résultats
Les niveaux de fer à l'extérieur des cellules pulmonaires étaient plus faibles chez les patients asthmatiques que chez les personnes en bonne santé, et la réduction était proportionnelle à la gravité de l'asthme (volume d'air expiré plus faible dans la première seconde).
Cependant, les niveaux à l'intérieur des cellules pulmonaires obtenus par lavage au bronchoscope étaient significativement plus élevés chez les patients asthmatiques que chez les personnes en bonne santé. Il n'y avait pas de différence marquée dans le niveau de fer des cellules pulmonaires avec la gravité de l'asthme. Cependant, le rapport du fer à l'intérieur et à l'extérieur de la cellule augmentait avec le degré d'obstruction du flux d'air.
Dans l'ensemble, les résultats indiquent que la découverte de fer plus faible à l'extérieur des cellules et de niveaux de fer plus élevés à l'intérieur des cellules est liée à un état asthmatique plus mauvais et à une fonction pulmonaire plus réduite.
Horvat commente: « Nous avons montré que la fonction pulmonaire était la plus faible chez les patients présentant les niveaux les plus élevés d'accumulation de fer dans leurs cellules et tissus des voies respiratoires. Nous pensons que le rôle du système immunitaire dans la » dissimulation « des minéraux de fer dans les cellules pulmonaires pourrait contribuer à gravité de l'asthme. Cependant, les données des échantillons de patients ne sont pas en mesure de confirmer cette relation, et les symptômes de l'augmentation du fer dans les cellules pulmonaires n'étaient pas clairs. «
L'étude – étape 2
Les chercheurs ont maintenant mis en place une expérience sur la souris pour savoir ce qui arriverait aux souris asthmatiques si les niveaux de fer dans les cellules pulmonaires augmentaient. Dans le premier modèle, un groupe de souris a été nourri avec des aliments trop riches en fer pour induire une surcharge en fer, pendant huit semaines. L'autre groupe a reçu un régime normal.
À la fin de l'étude, les tissus pulmonaires et hépatiques ont été analysés et l'inflammation des voies respiratoires a également été mesurée.
Dans le deuxième modèle, les chercheurs ont activé un gène qui provoque une surcharge en fer, même lorsqu'ils suivent un régime normal, pour savoir comment les poumons seraient affectés.
Les résultats
Les résultats ont montré que des niveaux de fer plus élevés dans les cellules pulmonaires étaient liés à l'inflammation, à une forte sécrétion de mucus et à des cicatrices des voies respiratoires, qui sont toutes associées à une obstruction des voies aériennes et à des exacerbations asthmatiques, selon les auteurs. Les macrophages sont les cellules principalement impliquées dans cette séquestration du fer.
Ainsi, explique Horvat, « Ces symptômes sont courants dans l'asthme et d'autres maladies pulmonaires chroniques, et nos données montrent que l'augmentation du fer dans les cellules et les tissus pulmonaires a entraîné une augmentation de ces effets. »
Ils ont également constaté que des niveaux élevés de fer augmentent l'inflammation dans les cellules des muscles lisses des voies respiratoires et les fibroblastes. Cela donne lieu aux caractéristiques de l'asthme, notamment l'hyperréactivité, la fibrose et l'inflammation.
Implications
L'équipe a pris soin de s'assurer qu'il n'y avait pas de germes ou d'autres facteurs pouvant contribuer à l'asthme. Par conséquent, ils disent: « Nous sommes convaincus que les données démontrent clairement le lien entre l'augmentation des niveaux de fer des cellules et des tissus pulmonaires et ces réponses du système immunitaire. »
Ils sont convaincus que ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles voies pour le traitement de l'asthme, comme la prévention de l'absorption irrégulière de fer dans les cellules et les tissus pulmonaires. Par exemple, ils cherchent des moyens de modifier la façon dont le fer est stocké à l'intérieur des cellules pulmonaires et comment moduler les cellules qui provoquent l'absorption du fer par les cellules pulmonaires.
La raison d'une telle absorption n'est cependant pas apparente. Horvat prend soin de souligner: «Cette étude ne doit pas être interprétée comme des taux élevés de fer dans les poumons liés à l'apport en fer provenant de l'alimentation ou de l'utilisation de suppléments. Nous espérons que ces données encourageront davantage de financement pour la recherche qui étudie le rôle et l'utilisation thérapeutique du fer. dans l'asthme. «
L'expert Christopher Brighting fait écho à ce point de vue: « Il est important de noter que la recherche ne suggère pas que des niveaux élevés de fer dans les poumons sont dus à l'alimentation. Les personnes qui vivent avec l'asthme ne devraient pas éviter les aliments riches en fer sur la base de cette recherche. » Ce qu'ils peuvent faire, c'est aider à gérer leur état efficacement par l'activité physique, en prenant correctement les médicaments prescrits et en adoptant une vision équilibrée de l'alimentation. «
