Les cellules immunitaires jouent un rôle surprenant et critique dans le contrôle des mouvements et dans la transition entre l'activité neuronale et les demandes métaboliques, conclut une étude révolutionnaire publiée dans Nature par des chercheurs de l’Université de Copenhague et de l’Imperial College de Londres. Cette découverte ouvre de nouvelles voies passionnantes pour traiter les troubles moteurs et les conditions métaboliques.
Votre corps est composé d’environ 30 000 milliards de cellules, chacune d’entre elles jouant un rôle unique pour vous maintenir en vie et fonctionner. Parmi elles, il y a les cellules immunitaires connues pour se défendre contre les infections et faciliter la cicatrisation des plaies. Jusqu'à maintenant.
Une collaboration européenne entre l'Université de Copenhague et l'Imperial College (Royaume-Uni) a identifié un type particulier de cellules immunitaires, les macrophages, qui jouent un rôle inconnu dans la façon dont vous vous déplacez.
Cette étude révèle, pour la première fois, que les macrophages dans les fuseaux musculaires participent activement au contrôle moteur par le biais de mécanismes rapides médiés par les neurotransmetteurs, généralement associés uniquement aux neurones, remettant en question la vision classique des macrophages en tant que cellules purement immunitaires.
Carmelo Bellardita, professeur agrégé et chef de groupe, Département de neurosciences, Université de Copenhague
En plus de leurs fonctions immunitaires bien connues, les macrophages des fuseaux musculaires remplissent deux rôles nouvellement identifiés : ils modulent l'activité neuronale pour contrôler le mouvement et couplent les demandes métaboliques du corps pendant le mouvement à l'activité neuronale.
Cela signifie que les macrophages aident à affiner les contractions musculaires, fournissant ainsi un retour d’information essentiel au système nerveux et optimisant la consommation d’énergie pendant l’activité physique.
« Les fuseaux musculaires, où se trouvent les macrophages, sont de minuscules capteurs à l'intérieur de vos muscles qui aident votre corps à surveiller l'étirement ou la tension de vos muscles. Ces capteurs jouent un rôle crucial dans le guidage de vos mouvements », explique Carmelo Bellardita.
Par exemple, si vous touchez votre nez les yeux fermés, les fuseaux musculaires détectent les mouvements des muscles de votre bras et envoient des signaux à votre cerveau. Ce retour permet à votre cerveau d'ajuster et de contrôler le mouvement, garantissant ainsi que votre main atteint votre nez avec précision, même sans l'aide de votre vision.
« Cette étude ajoute de nouvelles dimensions à la façon dont le cerveau intègre la sensation et l'action en démontrant que les macrophages modulent directement leur activité, couplant la réponse immunitaire à la fonction motrice tout en reliant les demandes d'énergie aux réponses neuronales pendant le mouvement », explique Carmelo Bellardita.
De nouvelles possibilités de traitement
Pour découvrir le rôle des macrophages dans le contrôle des mouvements, les chercheurs ont combiné différentes méthodes avancées.
« Nous avons combiné des techniques génétiques intersectionnelles, optogénétiques et électrophysiologiques chez la souris pour montrer comment les macrophages résidant dans le fuseau musculaire activent les neurones sensoriels via la signalisation du glutamate, influençant l'activité neuronale, les contractions musculaires et la locomotion », explique Carmelo Bellardita.
La signalisation du glutamate est un système de communication à action rapide généralement associé aux cellules nerveuses, jouant un rôle essentiel dans les fonctions cérébrales essentielles telles que la mémoire, l'apprentissage et le mouvement.
Ces macrophages utilisent le glutamate pour moduler les sensations et activer les muscles. À leur tour, les contractions musculaires produisent de la glutamine, qui réactive les macrophages, créant ainsi une boucle de rétroaction continue. Ce mécanisme complexe met en évidence le rôle des macrophages en tant qu'intégrateurs clés des fonctions immunitaires, sensorielles et métaboliques dans le contrôle des mouvements.
« Les multiples rôles des macrophages dans les systèmes neuronal, métabolique et immunitaire peuvent avoir de profondes implications dans diverses classes de pathologies », explique Carmelo Bellardita.
Dans des pathologies telles que les accidents vasculaires cérébraux, la maladie de Parkinson et le diabète, où l'inflammation, les déficits énergétiques et les circuits neuronaux perturbés exacerbent la progression de la maladie, le ciblage du dysfonctionnement des macrophages pourrait offrir une nouvelle voie thérapeutique. En exploitant leur capacité à moduler l’activité neuronale, à affiner l’équilibre énergétique et à réparer les tissus, ces cellules immunitaires pourraient devenir des acteurs clés dans les stratégies visant à ralentir la dégénérescence, à restaurer la fonction motrice et à améliorer la santé métabolique.
« Ce travail révolutionnaire remodèle non seulement notre compréhension du contrôle des mouvements, mais ouvre également la voie à des traitements innovants qui abordent la nature interconnectée des dysfonctionnements immunitaires, neuronaux et métaboliques », explique Carmelo Bellardita.
