Le système immunitaire est le meilleur ennemi du cerveau. Il protège le cerveau contre les infections et aide les tissus blessés à guérir, mais il provoque également des maladies auto-immunes et crée une inflammation qui entraîne la neurodégénérescence.
Deux nouvelles études chez la souris suggèrent que la nature à double tranchant de la relation entre le système immunitaire et le cerveau peut se résumer aux origines des cellules immunitaires qui patrouillent dans les méninges, les tissus qui entourent le cerveau et la moelle épinière.
Dans des études complémentaires publiées le 3 juin dans la revue Science, deux équipes de chercheurs de la Washington University School of Medicine de St. Louis ont découvert de manière inattendue que de nombreuses cellules immunitaires des méninges provenaient de la moelle osseuse du crâne et migraient vers le cerveau par des voies spéciales. canaux sans passer par le sang.
Ces cellules immunitaires dérivées du crâne sont des gardiens de la paix, dédiées au maintien d’un statu quo sain. Ce sont les autres cellules immunitaires, celles qui arrivent de la circulation sanguine, qui semblent être les fauteurs de troubles.
Ils portent des signatures génétiques qui les marquent comme susceptibles de favoriser l’auto-immunité et l’inflammation, et ils deviennent plus abondants avec le vieillissement ou dans des conditions de maladie ou de blessure. Pris ensemble, les résultats révèlent un aspect clé de la connexion entre le cerveau et le système immunitaire qui pourrait éclairer notre compréhension d’un large éventail de troubles cérébraux.
Il y a eu cette lacune dans nos connaissances qui s’applique à presque toutes les maladies neurologiques : neuro-COVID, maladie d’Alzheimer, sclérose en plaques, lésions cérébrales, etc.
Jonathan Kipnis, PhD, Alan A. et Edith L. Wolff professeur émérite, pathologie et immunologie
Kipnis est également un enquêteur BJC. Kipnis est l’auteur principal de l’un des articles.
« Nous savions que les cellules immunitaires étaient impliquées dans des troubles neurologiques, mais d’où venaient-elles ? Ce que nous avons découvert, c’est qu’il existe une nouvelle source qui n’a pas été décrite auparavant pour ces cellules. »
Plus tôt cette année, Kipnis a montré que les cellules immunitaires situées dans les méninges surveillent le cerveau. Dans le cadre de ces nouvelles études, Kipnis et Marco Colonna, MD, Robert Rock Belliveau, MD, professeur de pathologie et l’auteur principal de l’autre article, ont indépendamment lancé des projets pour découvrir d’où viennent ces cellules. Kipnis s’est concentré sur le bras inné du système immunitaire et Colonna sur le bras adaptatif.
Les cellules immunitaires innées sont responsables de l’inflammation, qui aide à se défendre contre les infections et à guérir les blessures, mais peut également endommager les tissus et contribuer à des maladies dégénératives telles que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson. Les cellules immunitaires adaptatives sont capables de cibler spécifiquement les indésirables tels que les virus et les tumeurs, mais elles peuvent également se concentrer par erreur sur les propres tissus sains du corps, entraînant des maladies auto-immunes telles que la sclérose en plaques.
Colonna et ses collègues – ; y compris les co-premiers auteurs Simone Brioschi, PhD, chercheur postdoctoral, Wei-Le Wang, PhD, chercheur postdoctoral, et Vincent Peng, étudiant diplômé – ; ont retracé le développement des cellules B, membres producteurs d’anticorps du système immunitaire adaptatif. Ils ont découvert que la plupart des cellules B des méninges naissaient et mûrissaient dans la moelle osseuse du crâne.
Au fur et à mesure que les cellules B mûrissent, il faut leur apprendre à distinguer les protéines normales du corps, qui ne représentent aucune menace, et les protéines étrangères qui signalent une infection ou une maladie et nécessitent une réponse. Pour les cellules B destinées à une vie patrouillant aux limites du système nerveux central, le crâne est un site propice à cette éducation.
« Les cellules B de la moelle osseuse du crâne entrent en contact avec le système nerveux central et sont éduquées par le système nerveux central », a déclaré Colonna, qui est également professeur de médecine. « Cela n’arriverait pas s’ils étaient libérés dans le sang. Parce qu’ils sont directement en contact avec le cerveau, ils apprennent à tolérer les protéines du cerveau. »
En plus des cellules B tolérantes dérivées du crâne, les chercheurs ont également découvert une population de cellules B qui pénètrent dans les méninges par le sang. Ces cellules B dérivées du sang ne sont pas entraînées à ignorer les protéines normales du système nerveux central.
Certaines de ces cellules peuvent reconnaître à tort des protéines inoffensives du système nerveux central comme étrangères et produire des anticorps contre elles, a déclaré Colonna. De plus, le nombre de ces cellules B dérivées du sang augmente avec l’âge, ce qui explique pourquoi le risque de maladies neuro-immunes est plus élevé chez les personnes âgées.
Pendant ce temps, l’équipe de Kipnis -; dirigé par les co-premiers auteurs Andrea Cugurra, étudiant diplômé, Tornike Mamuladze, MD, chercheur invité, et Justin Rustenhoven, PhD, chercheur postdoctoral – ; cherchait la source des cellules myéloïdes méningées, un groupe de cellules immunitaires innées. Ils ont découvert que les cellules myéloïdes apparaissaient dans la moelle osseuse du crâne et des vertèbres vertébrales et pénétraient dans les méninges via des canaux directs à travers l’os.
En utilisant des modèles murins de sclérose en plaques et de lésions cérébrales et médullaires, Kipnis et ses collègues ont découvert que les cellules myéloïdes envahissent le cerveau et la moelle épinière en réponse à une blessure ou à une maladie. La plupart des cellules entrantes sont tirées de la population résidente de cellules myéloïdes dans les méninges.
Ceux-ci sont biaisés vers la régulation et la modulation de la réponse immunitaire. Mais certaines cellules myéloïdes proviennent du sang, et elles sont plus inflammatoires, capables de causer des dommages si elles ne sont pas correctement contrôlées.
« Comprendre d’où viennent ces cellules et comment elles se comportent est un élément essentiel de la compréhension des mécanismes de base des interactions neuro-immunes, afin que nous puissions concevoir de nouvelles approches thérapeutiques pour les affections neurologiques associées à l’inflammation », a déclaré Kipnis, qui est également professeur de neurochirurgie, de neurologie et de neurosciences.
« L’emplacement de ces cellules dans le crâne les rend relativement accessibles et ouvre la possibilité de concevoir des thérapies pour modifier le comportement de ces cellules et traiter les affections neuro-immunes. »
La source:
Université de Washington à Saint-Louis
