L'obtention des informations sur les voies complexes et les populations de cellules clés impliquées dans la dérégulation immunitaire peut aider à développer des approches thérapeutiques pour traiter les polytrauma, qui est associée à de mauvais résultats pour les patients. Dans une nouvelle étude, les chercheurs des États-Unis ont utilisé des outils et des techniques d'analyse génétique avancés pour révéler les processus cellulaires et moléculaires impliqués dans la dérégulation immunitaire induite par le polytraume. Leurs résultats font progresser nos connaissances actuelles sur la polytraume et indiquent des cibles exploitables pour traiter la dérégulation immunitaire.
La polytraume, qui implique de multiples blessures graves survenant simultanément, est associée à des défis de guérison complexes. Dans de tels cas, la régénération osseuse est souvent compromise, accompagnée d'une déréglementation généralisée du système immunitaire. Ces effets peuvent ne pas faire surface immédiatement, mais ils émergent généralement plus tard dans la récupération, contribuant à une charge de traitement accrue et à des résultats à long terme plus pauvres.
Alors que le système immunitaire joue un rôle crucial dans la guérison, son dysfonctionnement dans la polytrauma reste mal compris. Des études antérieures ont exploré l'activité immunitaire soit au site de la blessure, soit dans des tissus systémiques comme le sang et la moelle osseuse. Cependant, une analyse intégrée des réponses immunitaires locales et systémiques est essentielle pour comprendre pleinement comment la dérégulation immunitaire altère la récupération.
Pour combler cette lacune, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Krishnendu Roy, Bruce et Bridgitt Evans Dean of Engineering à l'Université Vanderbilt, a mené une étude complète en utilisant le séquençage d'ARN à cellule unique (SCRNA-Seq). L'équipe de recherche, basée au département de génie biomédical de Wallace H. Coulter, a collaboré avec le professeur Robert Guldberg du Département de bio-ingénierie et le campus de Knight pour accélérer l'impact scientifique à l'Université d'Oregon. Ce travail a été soutenu par une subvention des National Institutes of Health (R01Ar074960). Leurs résultats ont été publiés en ligne dans Recherche en os Le 07 juillet 2025.
« Auparavant, notre groupe de recherche avait développé un modèle de rat préclinique de polytraume qui pouvait imiter un traumatisme musculo-squelettique sévère ainsi que les réponses immunitaires locales et systémiques associées. Dans cette étude, nous avons utilisé des cellules du modèle de rat polytraumatique et les soumises à l'analyse de ScrNA-Seq pour évaluer complexe le polytère »dit le professeur Roy, partageant d'autres détails sur l'étude.
L'équipe a combiné le SCRNA-SEQ avec une analyse de l'expression des gènes différentielles (DEG), l'analyse d'enrichissement des ensembles de gènes (GSEA) et l'outil CellChat pour identifier les cellules immunitaires clés impliquées. Leur analyse a révélé un rôle important des cellules myéloïdes – un type de globules blancs – en façonnant les réponses immunitaires à travers le sang, la moelle osseuse et les tissus blessés.
S'appuyant sur leurs résultats précédents reliant les cellules myéloïdes immunosuppressives systémiques à de mauvais résultats de guérison osseuse, les chercheurs ont sous-cluster les cellules myéloïdes de la polytraumate sanguin en cinq groupes distincts pour identifier ceux exprimant des gènes immunosuppressifs tels que les interleukins-4 (IL-4), IL-13 et IL-10. Les grappes exprimant ces gènes immunosuppresseurs ont été désignés comme cellules myéloïdes immunosuppressives (TIM) traumatisées. Une analyse de DEG supplémentaire a révélé que les cellules TIM des patients polytraumatiques exprimaient significativement des gènes immunosuppresseurs supplémentaires, y compris l'annexine A1 (Anxa1) et l'oxyde nitrique synthase 2 (NOS2).
Pour déchiffrer les voies utilisées par les cellules TIM pour communiquer avec d'autres cellules myéloïdes, l'équipe a évalué les interactions ligand-récepteurs à l'aide de CellChat Tool. Leur analyse a révélé que les cellules TIM dépendaient de la voie de chimiokine impliquant CCL6-CCR1 et immunosuppresseur Anxa1-fpr2 Mécanismes pour communiquer avec d'autres cellules dans le sang polytraumatique.
Dans le site de blessure local, le tissu affecté pendant la polytraumat (Spp1), fibronectine 1 (fn1), et Anxa2. Fait intéressant, les cellules mono / MAC ont montré une expression réduite des gènes de réparation tissulaire après la polytraume. En utilisant un ensemble de données intégralement des tissus, l'équipe de recherche a en outre découvert 15 gènes de concentrateur étroitement connectés qui pourraient potentiellement réguler la déréglementation immunitaire induite par le polytraume.
Les schémas de communication modifiés dans la polytraume révèlent le rôle critique des interactions des cellules myéloïdes, avec les cellules TIM impliquées dans la suppression immunitaire tandis que les cellules mono / MAC entraînent des voies inflammatoires. Les études futures peuvent s'appuyer sur nos résultats pour développer des stratégies ciblées pour moduler les réponses immunitaires, réduire les complications et, finalement, améliorer les résultats cliniques chez les patients atteints de polytraume. Vers cet objectif, une étude clinique multi-sites visant à risquer les patients atteints de fractures tibiales ouvertes a été lancée par le professeur Guldberg et ses collègues.
En résumé, cette étude avance non seulement notre compréhension actuelle des interactions immunitaires complexes après la polytraume, mais fournit également des cibles exploitables pour une intervention thérapeutique.
