Les macrophages formés dans la moelle osseuse ne peuvent assumer la fonction de phagocytes embryonnaires, ou « cellules charognardes », que dans une certaine mesure, selon une étude menée par l’Université de Bonn et l’Institut Peter Doherty pour les infections et l’immunité de l’Université de Melbourne. Les chercheurs ont démontré que l’infection palustre provoque des dommages permanents aux macrophages CD163 résidents dans la rate, responsables du nettoyage du sang, du recyclage du fer et de la communication avec d’autres cellules impliquées dans la réponse immunitaire de l’organisme. Leurs découvertes pourraient receler un potentiel non seulement pour des vaccins plus efficaces contre le paludisme, mais également pour développer des médicaments et des traitements pour lutter contre d’autres maladies infectieuses. L’article doit être publié dans la revue « Immunity » mais est déjà accessible en ligne.
Les macrophages sont un élément important de notre système immunitaire. Dans le cadre de nos défenses non spécifiques, ces « gros mangeurs » servent d’« équipe de nettoyage » de notre corps, traquant les agents pathogènes, éliminant les cellules mortes et digérant les substances étrangères pour les rendre inoffensives.
Les macrophages se présentent essentiellement sous deux types différents : ceux qui sont résidents, qui se développent dans l’embryon, et ceux qui sont recrutés, qui peuvent se former à tout moment. »
Professeur Elvira Mass, responsable du groupe de travail sur la biologie du développement du système immunitaire, Institut des sciences de la vie et des sciences médicales de l’Université de Bonn (LIMES)
Les macrophages résidents se régénèrent par division cellulaire. Si beaucoup d’entre eux sont détruits à la suite d’une infection ou d’une blessure grave, ils ne peuvent pas se diviser assez rapidement pour suivre le rythme. Dans ce cas, leur rôle est assumé par les globules blancs, qui sont créés dans la moelle osseuse et qui se transforment ensuite en macrophages. « Les gens pensaient que ce remplacement était pratiquement de 1:1, mais nos dernières recherches montrent que ce n’est pas le cas », explique Mass.
L’infection par le paludisme provoque des dommages durables à la population de macrophages
Dans une étude conjointe avec le groupe de travail du Dr Lynette Beattie à l’Institut Peter Doherty pour les infections et l’immunité à Melbourne, le groupe de Mass a étudié l’impact à long terme de l’infection palustre sur les macrophages résidents de la rate. « La rate abrite une importante population de macrophages qui mangent des globules rouges morts, recyclant ainsi le fer. Ils possèdent un récepteur appelé CD163, d’où le nom de « macrophages CD163 », explique Mass, qui est également conférencier pour le domaine de recherche transdisciplinaire sur la vie et la santé de l’Université de Bonn et membre de son pôle d’excellence ImmunoSensation3.
En menant des expériences sur des souris génétiquement modifiées, les chercheurs ont pu montrer que la présence des parasites du paludisme, qui vivent dans les globules rouges et provoquent leur lyse, entraîne une perte durable des macrophages CD163 pendant la « stade sanguine » de l’infection, c’est-à-dire la phase au cours de laquelle surviennent les accès de fièvre caractéristiques. Même des mois après la disparition de l’infection, la population CD163 ne s’était pas rétablie.
« Leurs places sont remplacées par de nouvelles cellules provenant de la moelle osseuse, bien que ces cellules n’atteignent pas le même degré de spécialisation que les originales », explique Mass.
C’est un problème car les macrophages CD163 contrôlent également certaines parties de la réponse immunitaire en plus de leur rôle de nettoyage. Plus précisément, ils utilisent une molécule de signalisation pour communiquer avec les macrophages de la zone marginale (un composant structurel important de la rate). « Cette structure permet de garantir que les cellules immunitaires de la rate peuvent recevoir les signaux dont elles ont besoin pour combattre les bactéries et les virus, et nous avons constaté que cette structure et le réseau de communication associé sont constamment endommagés par le paludisme », a déclaré le Dr Beattie, co-responsable de l’étude.
Une série d’expériences de suivi ont confirmé que l’élimination de la molécule de signalisation suffit à réduire la population de macrophages dans la zone marginale. Si les macrophages CD163 sont épuisés, une infection palustre sera plus grave, libérant davantage de parasites responsables du paludisme dans la circulation sanguine et prolongeant l’anémie. Et comme ces dommages ne sont pas seulement temporaires, le pronostic des infections répétées est également bien pire.
Les découvertes peuvent être appliquées aux êtres humains
Étant donné que les macrophages CD163 sont également présents dans notre propre rate, les chercheurs pensent que le paludisme provoque également un changement permanent dans l’architecture des macrophages humains.
« Nos résultats indiquent qu’un seul épisode de paludisme peut laisser une impression durable sur la mémoire immunologique, le filtrage des particules et le métabolisme du fer dans la rate », révèle Mass. « Cela pourrait être pertinent pour l’efficacité des vaccins, en particulier dans les régions du monde où les infections palustres surviennent à plusieurs reprises. »
L’étude contribue également grandement à améliorer notre compréhension de la façon dont les macrophages résidents et recrutés se forment, fonctionnent et interagissent. Dans un scénario idéal, cela pourrait accélérer le développement de médicaments et de traitements non seulement contre le paludisme mais aussi contre d’autres maladies.
Institutions impliquées et financement assuré
Aux côtés de l’Université de Bonn et du Doherty Institute de Melbourne, l’étude a également impliqué l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (Sydney, Australie), l’Institut Gulbenkian de médecine moléculaire (Lisbonne, Portugal), le Campus du cancer Gustave Roussy (Villejuif, France), l’Institut d’immunologie de Shanghai (Shanghai, Chine), le Réseau d’immunologie de Singapour et le Translational Immunology Institute (tous deux Singapour). Le projet a été financé par la Fondation Boehringer Ingelheim, le pôle d’excellence ImmunoSensation3 de l’Université de Bonn, le groupe de formation à la recherche IRTG 2168 et un fonds mondial du TRA Life and Health.
