La maladie d’Alzheimer, la sclérose en plaques, l’autisme, la schizophrénie et de nombreuses autres affections neurologiques et psychiatriques ont été liées à une inflammation du cerveau. Il y a de plus en plus de preuves que les cellules et molécules immunitaires jouent également un rôle clé dans le développement et le fonctionnement normal du cerveau. Mais au cœur du domaine en plein essor de la neuroimmunologie se trouve un mystère: comment le système immunitaire sait-il même ce qui se passe dans le cerveau? Des générations d’étudiants ont appris que le cerveau est immuno-privilégié, ce qui signifie que le système immunitaire s’en écarte largement.
Maintenant, des chercheurs de la faculté de médecine de l’Université de Washington à Saint-Louis pensent avoir compris comment le système immunitaire garde un œil sur ce qui se passe dans le cerveau. Les cellules immunitaires sont placées dans les méninges -; le tissu qui recouvre le cerveau et la moelle épinière -; où ils échantillonnent le liquide en sortant du cerveau. Si les cellules détectent des signes d’infection, de maladie ou de blessure, elles sont prêtes à initier une réponse immunitaire pour faire face au problème, ont déclaré les chercheurs.
Les résultats, publiés le 27 janvier dans la revue Cell, ouvrent la possibilité de cibler les cellules immunitaires sur de tels sites de surveillance comme moyen de traiter les affections provoquées par l’inflammation cérébrale.
«Chaque organe du corps est surveillé par le système immunitaire», a déclaré l’auteur principal Jonathan Kipnis, PhD, le professeur émérite Alan A. et Edith L. Wolff de pathologie et d’immunologie. «S’il y a une tumeur, une blessure, une infection n’importe où dans le corps, le système immunitaire doit le savoir. Mais les gens disent que l’exception est le cerveau; si vous avez un problème dans le cerveau, le système immunitaire le laisse simplement se produire. . Cela n’a jamais eu de sens pour moi. Ce que nous avons constaté, c’est qu’il y a effectivement une surveillance immunitaire du cerveau -; cela se produit juste en dehors du cerveau. système immunitaire. »
En 2015, Kipnis et ses collègues ont découvert un réseau de vaisseaux qui drainent les fluides et les petites molécules du cerveau vers les ganglions lymphatiques, où les réponses immunitaires sont initiées. La découverte a démontré une connexion physique directe entre le cerveau et le système immunitaire. Mais le réseau de vaisseaux représentait une sortie du cerveau. On ne savait pas où les cellules immunitaires pénétraient ou surveillaient le cerveau.
Kipnis et Justin Rustenhoven, PhD, chercheur postdoctoral et premier auteur du nouvel article, ont entrepris de trouver la porte d’entrée du système immunitaire vers le cerveau. Ils ont vu un indice dans le fait que les vaisseaux contenant du fluide quittant le cerveau longent les sinus de la dure-mère, la couche externe dure des méninges juste sous le crâne. Les sinus duraux, qui contiennent du sang qui transporte des cellules immunitaires, n’ont pas la barrière étroite qui, ailleurs, maintient le sang séparé du cerveau.
Des expériences ont montré que les sinus duraux étaient remplis de molécules du cerveau et de cellules immunitaires transportées par le sang. Plusieurs types de cellules immunitaires étaient représentés, y compris certaines qui captent et affichent des molécules suspectes du sang et d’autres qui scannent les molécules suspectes et y répondent en mettant en place une défense.
«Imaginez si vos voisins fouillaient chaque jour vos ordures», a déclaré Kipnis, également professeur de neurochirurgie, de neurologie et de neurosciences. «S’ils commencent à trouver des serviettes tachées de sang dans vos poubelles, ils savent que quelque chose ne va pas. C’est la même chose avec le système immunitaire. Si les cellules immunitaires en patrouille détectent des antigènes tumoraux ou des signes d’infection du cerveau, les cellules savent qu’il y a un problème. Ils apporteront ces preuves au siège immunitaire, qui est les ganglions lymphatiques, et initieront une réponse immunitaire. «
Les résultats suggèrent que le système immunitaire surveille le cerveau à distance et n’entre que lorsqu’il détecte un problème. Cela pourrait expliquer pourquoi on a pensé pendant si longtemps que le cerveau était immuno-privilégié.
« L’activité immunitaire dans le cerveau peut être très préjudiciable », a déclaré Rustenhoven. « Il peut tuer les neurones et provoquer un gonflement. Le cerveau ne peut pas tolérer beaucoup de gonflement car le crâne est un volume fixe. Ainsi, la surveillance immunitaire est poussée jusqu’aux frontières, où les cellules peuvent encore surveiller le cerveau mais ne risquent pas de l’endommager. «
La sclérose en plaques est une maladie dégénérative dans laquelle le système immunitaire attaque la gaine protectrice des nerfs, provoquant des problèmes de communication entre le cerveau et le reste du corps. La cause est inconnue. En utilisant un modèle murin de sclérose en plaques, les chercheurs ont montré que l’initiation de la maladie déclenchait une accumulation massive de cellules immunitaires activées dans les sinus duraux, suggérant que des réponses immunitaires néfastes pouvaient commencer dans la dure-mère et se propager au cerveau.
Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour vérifier le rôle des sinus duraux dans les conditions neuroinflammatoires. Mais l’emplacement des sinus juste à l’intérieur du crâne sur le côté accessible de la barrière hémato-encéphalique suggère des possibilités de cibler le système immunitaire dans cette zone.
« S’il s’agit d’une passerelle vers le cerveau, nous pouvons tenter de manipuler la zone avec des thérapies visant à empêcher les cellules immunitaires suractivées de pénétrer dans le cerveau », a déclaré Kipnis. « La dure-mère est proche de la surface, donc nous pourrons peut-être même administrer des médicaments par le crâne. En théorie, vous pourriez trouver une pommade qui se diffuse à travers l’os du crâne et atteint la dure-mère. Nous aurions peut-être trouvé où les réponses inflammatoires pour de nombreuses conditions neuro-immunologiques commencent, et nous pouvons faire beaucoup avec cela. «
La source:
École de médecine de l’Université de Washington à Saint-Louis
Référence du journal:
Rustenhoven, J., et coll. (2021) Caractérisation fonctionnelle des sinus duraux comme interface neuro-immune. Cellule. doi.org/10.1016/j.cell.2020.12.040.
