Les scientifiques de la Harvard Medical School ont montré pour la première fois qu’une bactérie cutanée courante – ; Staphylococcus aureus – ; peut provoquer des démangeaisons en agissant directement sur les cellules nerveuses.
Les résultats, basés sur des recherches menées sur des souris et des cellules humaines, sont publiés le 22 novembre dans Cellule. La recherche ajoute une pièce importante au puzzle de longue date des démangeaisons et aide à expliquer pourquoi les affections cutanées courantes comme l’eczéma et la dermatite atopique sont souvent accompagnées de démangeaisons persistantes.
Dans de telles conditions, l’équilibre des micro-organismes qui maintiennent notre peau en bonne santé est souvent déséquilibré, ce qui permet S. aureus pour prospérer, ont déclaré les chercheurs. Jusqu’à présent, on pensait que les démangeaisons provoquées par l’eczéma et la dermatite atopique provenaient de l’inflammation de la peau qui les accompagnait. Mais les nouvelles découvertes montrent que S. aureus provoque à lui seul des démangeaisons en déclenchant une réaction moléculaire en chaîne qui aboutit à l’envie de se gratter.
Nous avons identifié un mécanisme entièrement nouveau derrière les démangeaisons – ; la bactérie Staphylocoque doré, que l’on retrouve chez presque tous les patients atteints de dermatite atopique chronique. Nous montrons que les démangeaisons peuvent être provoquées par le microbe lui-même. »
Isaac Chiu, auteur principal, professeur agrégé d’immunologie à l’Institut Blavatnik du HMS
Les expériences de l’étude ont montré que S. aureus libère un produit chimique qui active une protéine sur les fibres nerveuses qui transmettent les signaux de la peau au cerveau. Le traitement des animaux avec un médicament anticoagulant approuvé par la FDA a réussi à bloquer l’activation de la protéine pour interrompre cette étape clé du cycle démangeaisons-grattages. Le traitement a soulagé les symptômes et minimisé les dommages cutanés.
Les résultats peuvent éclairer la conception de médicaments oraux et de crèmes topiques pour traiter les démangeaisons persistantes qui surviennent dans diverses affections liées à un déséquilibre du microbiome cutané, telles que la dermatite atopique, le prurigo nodulaire et le psoriasis.
Les grattages répétés qui caractérisent ces affections peuvent provoquer des lésions cutanées et amplifier l’inflammation.
« Les démangeaisons peuvent être assez débilitantes chez les patients qui souffrent d’affections cutanées chroniques. Beaucoup de ces patients portent sur leur peau le microbe même dont nous avons montré pour la première fois qu’il peut provoquer des démangeaisons », a déclaré Liwen Deng, chercheur postdoctoral et premier auteur de l’étude. camarade du Chiu Lab.
Identifier la bougie d’allumage moléculaire qui déclenche les démangeaisons
Des chercheurs ont exposé la peau de souris à S. aureus. Les animaux ont développé des démangeaisons qui s’intensifiaient pendant plusieurs jours et les grattages répétés ont provoqué une aggravation des lésions cutanées qui se sont propagées au-delà du site d’exposition initial.
De plus, les souris exposées à S. aureus est devenu hypersensible à des stimuli inoffensifs qui ne provoqueraient généralement pas de démangeaisons. Les souris exposées étaient plus susceptibles que les souris non exposées de développer des démangeaisons anormales en réponse à un léger contact.
Cette réponse hyperactive, une affection appelée alloknèse, est fréquente chez les patients atteints d’affections cutanées chroniques caractérisées par des démangeaisons persistantes. Mais cela peut également se produire chez des personnes sans aucune condition sous-jacente ; pensez à cette sensation de grattement que vous pourriez ressentir avec un pull en laine.
Pour déterminer comment la bactérie a déclenché des démangeaisons, les chercheurs ont testé plusieurs versions modifiées du S. aureus microbe qui ont été conçus pour manquer d’éléments spécifiques de la composition moléculaire du bug. L’équipe s’est concentrée sur 10 enzymes connues pour être libérées par ce microbe au contact de la peau. L’un après l’autre, les chercheurs ont éliminé neuf suspects – ; montrant qu’une enzyme bactérienne appelée protéase V8 était à elle seule responsable du déclenchement des démangeaisons chez la souris. Les échantillons de peau humaine provenant de patients atteints de dermatite atopique présentaient également plus de S. aureus et des niveaux de V8 plus élevés que les échantillons de peau saine.
Les analyses ont montré que le V8 déclenche les démangeaisons en activant une protéine appelée PAR1, qui se trouve sur les neurones cutanés qui proviennent de la moelle épinière et transportent divers signaux – ; toucher, chaleur, douleur, démangeaison – ; de la peau au cerveau. Normalement, PAR1 reste en sommeil, mais au contact de certaines enzymes, dont la V8, il est activé. La recherche a montré que le V8 coupe une extrémité de la protéine PAR1 et la réveille. Des expériences chez la souris ont montré qu’une fois activé, PAR1 déclenche un signal que le cerveau finit par percevoir comme une démangeaison. Lorsque les chercheurs ont répété les expériences dans des boîtes de laboratoire contenant des neurones humains, ils ont également répondu au V8.
Il est intéressant de noter que diverses cellules immunitaires impliquées dans les allergies cutanées et classiquement connues pour provoquer des démangeaisons ; mastocytes et basophiles – ; n’a pas provoqué de démangeaisons après une exposition bactérienne, ont montré les expériences. Il n’en a pas non plus été de même pour les produits chimiques inflammatoires appelés interleukines ou globules blancs, qui sont activés lors de réactions allergiques et sont également connus pour être élevés dans les maladies de la peau et même dans certains troubles neurologiques.
« Lorsque nous avons commencé l’étude, il n’était pas clair si les démangeaisons étaient le résultat d’une inflammation ou non », a déclaré Deng. « Nous montrons que ces éléments peuvent être découplés, qu’il n’est pas nécessaire d’avoir une inflammation pour que le microbe provoque des démangeaisons, mais que les démangeaisons exacerbent l’inflammation de la peau. »
Interrompre le cycle démangeaisons-grattages
Parce que PAR1 – ; la protéine activée par S. aureus – ; est impliqué dans la coagulation sanguine, les chercheurs voulaient voir si un médicament anticoagulant déjà approuvé qui bloque PAR1 arrêterait les démangeaisons. Ça faisait.
Les souris qui démangent et dont la peau a été exposée S. aureus a connu une amélioration rapide lorsqu’il a été traité avec le médicament. Leur désir de se gratter a considérablement diminué, tout comme les dommages cutanés causés par le grattage.
De plus, une fois traitées avec des bloqueurs PAR1, les souris n’ont plus ressenti de démangeaisons anormales en réponse à des stimuli inoffensifs.
Le bloqueur PAR1 est déjà utilisé chez l’homme pour prévenir la formation de caillots sanguins et pourrait être réutilisé comme médicament anti-démangeaisons. Par exemple, ont noté les chercheurs, l’ingrédient actif du médicament pourrait devenir la base de crèmes topiques anti-démangeaisons.
Une question immédiate que les chercheurs envisagent d’explorer dans de futurs travaux est de savoir si d’autres microbes en plus S. aureus peut déclencher des démangeaisons.
« Nous savons que de nombreux microbes, notamment les champignons, les virus et les bactéries, sont accompagnés de démangeaisons, mais la manière dont ils provoquent les démangeaisons n’est pas claire », a déclaré Chiu.
Au-delà de cela, les résultats soulèvent une question plus large : pourquoi un microbe provoquerait-il des démangeaisons ? Du point de vue de l’évolution, qu’est-ce que cela apporte à la bactérie ?
Selon les chercheurs, une possibilité est que des agents pathogènes détournent à leur avantage les démangeaisons et d’autres réflexes neuronaux. Par exemple, des recherches antérieures ont montré que la bactérie tuberculeuse active directement les neurones vagaux pour provoquer la toux, ce qui pourrait lui permettre de se propager plus facilement d’un hôte à un autre.
« C’est une spéculation à ce stade, mais le cycle démangeaisons-grattages pourrait bénéficier aux microbes et permettre leur propagation vers des sites corporels distants et vers des hôtes non infectés », a déclaré Deng. « Pourquoi avons-nous des démangeaisons et des grattages ? Est-ce que cela nous aide, ou est-ce que cela aide le microbe ? C’est quelque chose que nous pourrions suivre à l’avenir. »
Paternité, financement, divulgations
Parmi les autres auteurs figuraient Flavia Costa, Kimbria J. Blake, Samantha Choi, Arundhasa Chandrabalan, Muhammad Saad Yousuf, Stephanie Shiers, Daniel Dubreuil, Daniela Vega-Mendoza, Corinne Rolland, Céline Deraison, Tiphaine Voisin, Michelle D. Bagood, Lucia Wesemann, Abigail. M. Frey, Joseph S. Palumbo, Brian J. Wainger, Richard L. Gallo, Juan-Manuel Leyva-Castillo, Nathalie Vergnolle, Theodore J. Price, Rithwik Ramachandran et Alexander R. Horswill.
Le travail a été financé par les National Institutes of Health (subventions R01AI168005, R01AI153185, R01NS065926, R01NS102161, R01NS111929, R37AI052453, R01AR076082, U01AI152038, UM1AI151958, R01AI15318). 5, R01JL160582, F32AI172080, T32AI049928, 1R21AG075419), Initiative scientifique sur les allergies alimentaires (FASI), Burroughs Wellcome Fund, Drako Family Fund, Jackson-Wijaya Research Fund, Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) (subventions 376560 et 469411) et ANR-PARCURE (PRCE-CE18, 2020).
Chiu siège au conseil consultatif scientifique de GSK Pharmaceuticals. La demande de brevet provisoire n° de série 63/438 668, dans laquelle certains coauteurs sont répertoriés comme inventeurs, a été déposée sur la base de ces découvertes.
