Lorsque nous pensons au système immunitaire, nous l’associons généralement à la lutte contre les infections. Cependant, une étude publiée dans Science par la Fondation Champalimaud révèle un nouveau rôle surprenant. Pendant les périodes de faible énergie, comme le jeûne intermittent ou l'exercice, les cellules immunitaires interviennent pour réguler le taux de sucre dans le sang, agissant comme le « facteur » dans une conversation à trois jusqu'alors inconnue entre les systèmes nerveux, immunitaire et hormonal. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles approches pour gérer des maladies telles que le diabète, l’obésité et le cancer.
Sommaire
Repenser le système immunitaire
« Pendant des décennies, l'immunologie a été dominée par l'immunité et l'infection », explique Henrique Veiga-Fernandes, responsable du laboratoire d'immunophysiologie de la Fondation Champalimaud. « Mais nous commençons à réaliser que le système immunitaire fait bien plus que cela ».
Le glucose, un sucre simple, est le principal carburant de notre cerveau et de nos muscles. Le maintien d’une glycémie stable est crucial pour notre survie, en particulier lors d’un jeûne ou d’une activité physique prolongée lorsque les besoins énergétiques sont élevés et l’apport alimentaire faible.
Traditionnellement, la régulation de la glycémie était attribuée aux hormones insuline et glucagon, toutes deux produites par le pancréas. L'insuline abaisse la glycémie en favorisant son absorption dans les cellules, tandis que le glucagon l'augmente en signalant au foie de libérer le glucose des sources stockées.
Veiga-Fernandes et son équipe soupçonnaient qu'il y avait plus à raconter. « Par exemple », note-t-il, « certaines cellules immunitaires régulent la manière dont l'organisme absorbe les graisses contenues dans les aliments, et nous avons récemment montré que les interactions cerveau-immunité aident à contrôler le métabolisme des graisses et l'obésité. Cela nous a fait réfléchir : les systèmes nerveux et immunitaire pourraient-ils collaborer pour réguler d’autres processus clés, comme la glycémie ? ».
Un nouveau circuit découvert
Pour explorer cette idée, les chercheurs ont mené des expériences sur des souris. Ils ont utilisé des souris génétiquement modifiées dépourvues de cellules immunitaires spécifiques pour observer leurs effets sur la glycémie.
Ils ont découvert que les souris dépourvues d'un type de cellule immunitaire appelée ILC2 ne pouvaient pas produire suffisamment de glucagon – l'hormone qui augmente la glycémie – et que leur taux de glucose tombait trop bas. « Lorsque nous avons transplanté des ILC2 chez ces souris déficientes, leur glycémie est revenue à la normale, confirmant le rôle de ces cellules immunitaires dans la stabilisation du glucose lorsque l'énergie est rare », explique Veiga-Fernandes.
Réalisant que le système immunitaire pouvait affecter une hormone aussi vitale que le glucagon, l’équipe savait qu’elle avait un impact majeur. Mais cela les a amenés à se demander : comment fonctionne exactement ce processus ? La réponse les a menés dans une direction très inattendue.
Nous pensions que tout cela était régulé dans le foie, car c'est là que le glucagon exerce sa fonction. Mais nos données nous disaient que tout ce qui était important se passait entre l’intestin et le pancréas. »
Henrique Veiga-Fernandes, chef du laboratoire d'immunophysiologie, Centre Champalimaud pour l'inconnu
À l’aide de méthodes avancées de marquage cellulaire, l’équipe a marqué les cellules ILC2 dans l’intestin, leur donnant ainsi un marqueur qui brille dans le noir. Après avoir jeûné, ils ont découvert que ces cellules s’étaient propagées jusqu’au pancréas. « L'une des plus grandes surprises a été de découvrir que le système immunitaire stimule la production de l'hormone glucagon en envoyant les cellules immunitaires dans un voyage à travers différents organes ».
Une fois dans le pancréas, ces cellules immunitaires libèrent des cytokines, de minuscules messagers chimiques, qui ordonnent aux cellules pancréatiques de produire l'hormone glucagon. L’augmentation du glucagon signale alors au foie de libérer du glucose. « Lorsque nous avons bloqué ces cytokines, les niveaux de glucagon ont chuté, prouvant qu'ils sont essentiels au maintien du taux de sucre dans le sang ».
« Ce qui est remarquable ici, c'est que nous constatons une migration massive de cellules immunitaires entre l'intestin et le pancréas, même en l'absence d'infection », ajoute-t-il. « Cela montre que les cellules immunitaires ne sont pas seulement des soldats aguerris qui combattent les menaces, elles agissent également comme des intervenants d'urgence, intervenant pour fournir des approvisionnements énergétiques essentiels et maintenir la stabilité en cas de besoin ».
Il s’avère que cette migration est orchestrée par le système nerveux. Pendant le jeûne, les neurones de l'intestin connectés au cerveau libèrent des signaux chimiques qui se lient aux cellules immunitaires, leur indiquant de quitter l'intestin et de se rendre à un nouveau « code postal » dans le pancréas, en quelques heures. L'étude a montré que ces signaux nerveux modifient l'activité des cellules immunitaires, supprimant les gènes qui les ancrent dans l'intestin et leur permettant de se déplacer là où ils sont nécessaires.
Implications pour le jeûne et l'exercice
« C'est la première preuve d'un circuit neuro-immuno-hormonal complexe », observe Veiga-Fernandes. « Cela montre comment les systèmes nerveux, immunitaire et hormonal travaillent ensemble pour permettre l'un des processus les plus essentiels du corps : produire du glucose lorsque l'énergie est rare ».
« Les souris partagent de nombreux systèmes biologiques fondamentaux avec les humains, ce qui suggère que ce dialogue inter-organes se produit également chez les humains lors du jeûne ou de l'exercice. En comprenant le rôle des ILC2 et leur régulation par le système nerveux, nous pouvons mieux apprécier comment ces activités de la vie quotidienne soutiennent le métabolisme. santé. Nous écoutons des conversations entre organes que nous n'avons jamais entendues auparavant ».
Il ajoute que le système immunitaire a probablement évolué comme une protection contre l'adversité, soulignant que nos ancêtres n'avaient pas le luxe de trois repas par jour et, s'ils avaient eu de la chance, n'en auraient pu en gérer qu'un. Cette pression évolutive aurait poussé notre corps à trouver des moyens de garantir que chaque cellule reçoive l’énergie dont elle a besoin.
« Nous savons depuis longtemps que le cerveau peut directement signaler au pancréas de libérer rapidement des hormones, mais nos travaux montrent qu'il peut également stimuler indirectement la production de glucagon via les cellules immunitaires, ce qui rend le corps mieux équipé pour gérer efficacement le jeûne et l'activité physique intense ».
Cancer, diabète et au-delà
Ces résultats pourraient ouvrir de nouvelles portes à la gestion d’un large éventail de pathologies, notamment pour la recherche sur le cancer. Les tumeurs neuroendocrines du pancréas et le cancer du foie peuvent détourner les processus métaboliques du corps, en utilisant le glucagon pour augmenter la production de glucose et alimenter leur croissance. Dans le cancer du foie avancé, ce processus peut conduire à une cachexie liée au cancer, une affection marquée par une perte de poids et une perte musculaire importante. Comprendre ces mécanismes pourrait aider à développer de meilleurs traitements.
« L'équilibre de la glycémie est également essentiel, non seulement pour prévenir l'obésité, mais aussi pour lutter contre l'épidémie mondiale de diabète, qui touche des centaines de millions de personnes », remarque Veiga-Fernandes. « Cibler ces voies neuro-immunes pourrait offrir une nouvelle approche en matière de prévention et de traitement ».
« Cette étude révèle un niveau de communication entre les systèmes corporels que nous commençons seulement à appréhender », conclut-il. « Nous voulons comprendre comment cette communication inter-organes fonctionne – ou non – chez les personnes atteintes de cancer, d'inflammation chronique, de stress élevé ou d'obésité. À terme, nous visons à exploiter ces résultats pour améliorer les thérapies contre les troubles hormonaux et métaboliques. »
