Une étude souligne le rôle important des globules blancs dans le développement du cerveau

Revue par Emily Henderson, B.Sc.22 juil 2020

La question de savoir si des globules blancs peuvent être trouvés dans le cerveau a été controversée, et ce qu'ils pourraient faire était autrefois un mystère complet. Dans une étude fondamentale publiée dans Cell, une équipe internationale de scientifiques dirigée par le professeur Adrian Liston (VIB-KU Leuven, Belgique et Babraham Institute, Royaume-Uni) décrit une population de cellules immunitaires spécialisées résidant dans le cerveau découvertes dans le cerveau de la souris et de l'homme, et montrent que la présence de globules blancs est essentielle au développement normal du cerveau chez la souris.

Comme un quartier général hautement fortifié, notre cerveau bénéficie d'une protection spéciale contre ce qui circule dans le reste de notre corps à travers la barrière hémato-encéphalique. Cette frontière hautement sélective garantit que le passage du sang au cerveau est étroitement régulé.

La barrière hémato-encéphalique sépare également le cerveau du système immunitaire de notre corps, c'est pourquoi il possède ses propres cellules immunitaires résidentes, appelées microglies, qui déclenchent l'inflammation et la réparation des tissus. La microglie arrive dans le cerveau au cours du développement embryonnaire, et plus tard, la population se renouvelle d'elle-même.

Pourtant, les globules blancs – qui font partie de notre système immunitaire – se sont avérés jouer un rôle dans différentes maladies du cerveau, notamment la sclérose en plaques, la maladie d'Alzheimer et la maladie de Parkinson ou les accidents vasculaires cérébraux. La question de savoir si les globules blancs peuvent également être trouvés dans des cerveaux sains et ce qu'ils pourraient y faire a fait l'objet d'un débat intense. Une équipe interdisciplinaire de scientifiques dirigée par le professeur Adrian Liston (VIB-KU Leuven, Babraham Institute) a cherché les réponses.

Globules blancs dans le cerveau

Une idée fausse sur les globules blancs vient de leur nom. «Ces 'cellules immunitaires' ne sont pas seulement présentes dans le sang. Elles circulent constamment dans notre corps et pénètrent dans tous nos organes, y compris – en fait – le cerveau. Nous commençons tout juste à découvrir ce qu'est le sang blanc les cellules le font lorsqu'elles quittent le sang. Cette recherche indique qu'elles agissent comme des intermédiaires, transférant des informations du reste du corps vers l'environnement cérébral. « 

Dr Oliver Burton, Institut Babraham

L'équipe a quantifié et caractérisé une petite mais distincte population de cellules T auxiliaires résidant dans le cerveau présentes dans les tissus cérébraux de souris et humains. Les cellules T sont un type spécifique de globules blancs spécialisés dans l'analyse des surfaces cellulaires à la recherche de preuves d'infection et de déclenchement d'une réponse immunitaire appropriée. Les nouvelles technologies ont permis aux chercheurs d'étudier les cellules en détail, y compris les processus par lesquels les cellules T en circulation entraient dans le cerveau et commençaient à développer les caractéristiques des cellules T résidentes du cerveau.

Dr Carlos Roca (Babraham Institute): « La science devient de plus en plus multidisciplinaire. Ici, nous n'avons pas seulement apporté l'expertise de l'immunologie, des neurosciences et de la microbiologie, mais aussi de l'informatique et des mathématiques appliquées. De nouvelles approches pour l'analyse des données nous permettent de atteindre un niveau beaucoup plus profond de compréhension de la biologie des globules blancs que nous avons trouvés dans le cerveau. « 

Un rôle évolutif

Lorsque les cellules T auxiliaires sont absentes du cerveau, les scientifiques ont découvert que les cellules immunitaires résidentes – la microglie – dans le cerveau de la souris restaient en suspension entre un état de développement foetal et adulte. Observation, les souris dépourvues de cellules T cérébrales ont montré de multiples changements dans leur comportement. L'analyse met en évidence un rôle important des cellules T résidant dans le cerveau dans le développement cérébral. Si les cellules T participent au développement normal du cerveau chez la souris, pourrait-il en être de même chez l'homme?

« Chez la souris, la vague d'entrée des cellules immunitaires à la naissance déclenche un changement dans le développement du cerveau », explique Liston. « Les humains ont cependant une gestation beaucoup plus longue que les souris, et nous ne connaissons pas le moment de l'entrée des cellules immunitaires dans le cerveau. Cela se produit-il avant la naissance? Est-ce retardé jusqu'après la naissance? Un changement du moment de l'entrée a-t-il contribué à l'évolution de la capacité cognitive améliorée chez l'homme? « 

Les résultats ouvrent une toute nouvelle gamme de questions sur la manière dont le cerveau et notre système immunitaire interagissent. «Cela a été vraiment passionnant de travailler sur ce projet. Nous en apprenons tellement sur la façon dont notre système immunitaire peut altérer notre cerveau et comment notre cerveau modifie notre système immunitaire. Les deux sont bien plus interconnectés que nous ne le pensions auparavant», déclare le Dr Emanuela Pasciuto (VIB-KU Leuven).

L'étude apporte également un lien avec le microbiome intestinal, déclare Liston: «Il existe désormais de multiples liens entre les bactéries de notre intestin et différentes affections neurologiques, mais sans aucune explication convaincante de ce qui les relie. Nous montrons que les globules blancs sont modifiés par les bactéries intestinales, puis emportez ces informations avec elles dans le cerveau. Cela pourrait être la voie par laquelle notre microbiome intestinal influence le cerveau. « 

Pris ensemble, les résultats contribuent à une reconnaissance croissante du rôle des cellules immunitaires dans le cerveau et jettent un éclairage nouveau sur son implication dans une gamme de maladies neurologiques.