Une étude révèle que des températures modérées (39°C) améliorent le métabolisme, la prolifération et la fonction effectrice des cellules T CD4 tout en réduisant la suppression des cellules T régulatrices.
Dans une étude récente publiée dans Sciences Immunologieles chercheurs ont étudié les effets de la chaleur, notamment pendant une fièvre, sur les cellules immunitaires.
Sommaire
Arrière-plan
En cas de maladie, le corps développe souvent de la fièvre, signe d'inflammation et de défense contre les agents pathogènes. Les lymphocytes T jouent un rôle crucial dans la défense des humains contre les infections et les maladies. Ces cellules utilisent une voie métabolique distincte pour accomplir leurs tâches avec succès. Cependant, l'impact de la chaleur sur les cellules immunitaires n'est pas clair.
La température corporelle peut varier au cours des réponses immunologiques. Dans les maladies inflammatoires chroniques comme la polyarthrite rhumatoïde, les lymphocytes T peuvent s'adapter à des températures plus élevées, ce qui entraîne une réaction de choc thermique. La température affecte les lymphocytes T différemment selon le sous-ensemble. Des études indiquent que des températures élevées peuvent augmenter l'efficacité des lymphocytes T auxiliaires 1 (Th1), Th2 et Th17 et améliorer l'activité des lymphocytes T cytotoxiques exprimant le cluster of differentiation 8 (CD8).
À propos de l'étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont étudié l’impact d’une température corporelle élevée sur le métabolisme et la fonction des lymphocytes T.
Les chercheurs ont cultivé des cellules T auxiliaires murines (exprimant CD4) à 37 °C ou 39 °C pour examiner les changements des cellules T causés par l'élévation de la température. L'expression de Ki67 dans la rate et les ganglions lymphatiques mésentériques indiquait la prolifération des cellules T, tandis que les niveaux d'interféron gamma indiquaient leur fonction. Les composants de la voie de la protéine kinase B phosphorylée (Akt)-cible mammalienne de la rapamycine C1 (mTORC1) représentaient le métabolisme des cellules T. Les dosages immuno-enzymatiques (ELISA) ont mesuré l'expression des cytokines.
L'équipe a examiné les changements de glycolyse et de respiration dans des sous-ensembles de cellules T à haute température. L'acidification extracellulaire (ECAR) a indiqué des changements de glycolyse, tandis que les taux de consommation d'oxygène basal et maximal (OCR) et la capacité respiratoire de réserve (SRC) ont évalué les changements respiratoires. Les chercheurs ont également examiné les altérations du complexe 1 de la chaîne de transport d'électrons mitochondriale (ETC1).
Les niveaux d'espèces réactives de l'oxygène mitochondrial (mitoROS) ont indiqué un stress et des dommages oxydatifs. La production de superoxyde et la phosphorylation de H2AX ont indiqué des dommages à l'acide désoxyribonucléique (ADN). Les cellules Th17 et les cellules T régulatrices ont été cultivées avec des inhibiteurs métaboliques pour déterminer leur dépendance à la glutaminolyse et à la glycolyse.
Les chercheurs ont utilisé le criblage in vitro CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) parmi les cellules Th1 pour déterminer la base moléculaire de la mort cellulaire. Ils ont extrait les cellules T de type sauvage et Trp53−/− Les chercheurs ont étudié l'expression génétique de souris atteintes d'une maladie inflammatoire chronique de l'intestin (MICI) afin de déterminer si l'inflammation in vivo produisait des réponses au stress comparables à celles obtenues par corrélations fonctionnelles.
Les cellules T transduites avec les bibliothèques CRISPR ont subi un transfert adoptif dans Rag1−/− hôtes atteints de MII. Les chercheurs ont utilisé des ensembles de données de séquençage d'acide ribonucléique unicellulaire (scRNA-seq) provenant de patients atteints de la maladie de Crohn et de polyarthrite rhumatoïde pour découvrir des associations pouvant indiquer une variation de température dans l'inflammation humaine.
Résultats
Lorsque la température corporelle atteint 39 °C (fièvre modérée), les lymphocytes T auxiliaires murins s'activent. À des températures élevées dans des conditions inflammatoires, les lymphocytes T auxiliaires utilisent plus d'énergie (métabolisme) pour se multiplier plus rapidement et travailler plus dur pour combattre l'inflammation. En revanche, des températures plus élevées réduisent l'efficacité des lymphocytes T régulateurs pour limiter la croissance des lymphocytes T cytotoxiques.
La chaleur affecte ETC1 et augmente le stress oxydatif dans les mitochondries, les composants producteurs d'énergie d'une cellule. Cela diminue la viabilité cellulaire et endommage l'ADN. L'augmentation du stress et les dommages à l'ADN provoquent l'apoptose ou la mort cellulaire programmée. Dans cette situation, plusieurs cellules Th1 murines et humaines, un type de cellules T auxiliaires, sont détruites.
Certaines cellules TH1 peuvent s’adapter à la chaleur en dilatant leurs mitochondries. Elles améliorent également leur capacité à réparer les dommages à l’ADN, le matériel génétique qui régule l’activité cellulaire. Cette adaptabilité leur permet de rester en bonne santé et de mieux fonctionner à des températures élevées. Les cellules Th1 modifiées activent les gènes interféron et p53. La protéine p53 répare l’ADN et contribue à l’intégrité génomique. Les gènes interféron améliorent la fonction effectrice des lymphocytes T, ou leur capacité à combattre les infections.
La dépendance accrue des lymphocytes T régulateurs à la glycolyse et de la glutaminolyse des lymphocytes Th17 indique des adaptations métaboliques aux températures élevées. Les cellules Th17 produisent davantage d’interleukine-17A à température élevée. Les chercheurs ont constaté des dommages et un stress similaires dans les cellules TH1 chez les personnes souffrant d’inflammation chronique. Les résultats ont montré que les effets de la chaleur sur les cellules immunitaires ne se limitent pas aux souris, mais se produisent également chez les humains.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont montré qu’une légère fièvre peut avoir des effets bénéfiques et néfastes sur les cellules immunitaires. Les températures élevées augmentent l’activité de l’interféron dans les lymphocytes T auxiliaires pour améliorer leur activité tout en endommageant les lymphocytes T régulateurs par le biais du stress mitochondrial et des dommages à l’ADN. Alors que de nombreuses cellules Th1 meurent, certaines peuvent s’adapter aux températures élevées en augmentant la masse mitochondriale et la réparation de l’ADN médiée par p53 pour fonctionner régulièrement. Comprendre les impacts des températures élevées sur les lymphocytes T peut aider les scientifiques à développer des traitements plus efficaces contre les infections et la fièvre.
