Bien que les infections puissent présenter de nombreux symptômes différents, un symptôme courant est la perte de graisse et de muscle, un processus appelé atrophie. Les scientifiques de Salk voulaient savoir si l’émaciation était bénéfique dans la lutte contre les infections.
Les chercheurs du laboratoire du professeur Janelle Ayres ont découvert la réponse débilitante à T. brucei l’infection chez la souris se déroule en deux phases, chacune régulée par des cellules immunitaires différentes. Alors que la perte de graisse n’a pas profité à la lutte contre les infections, la perte de muscle l’a fait– ;un indice surprenant qu’une certaine émaciation peut aider à gérer la maladie.
Les conclusions, publiées dans Rapports de cellule le 24 juillet 2023, peut éclairer le développement de traitements plus efficaces qui épargnent aux gens l’émaciation et améliorent notre compréhension de la façon dont l’émaciation influence la survie et la morbidité à travers les infections, les cancers, les maladies chroniques, etc.
Nous avons souvent supposer que des conditions telles que l’émaciation sont mauvaises, car elles coïncident souvent avec des taux de mortalité plus élevés. Mais si au lieu de cela nous demandons, quel est le but du gaspillage ? Nous pouvons trouver des réponses surprenantes et perspicaces qui peuvent nous aider à comprendre la réponse humaine à l’infection et comment nous pouvons optimiser cette réponse. »
Janelle Ayres, auteure principale, chaire d’héritage de l’Institut Salk et chef du laboratoire de physiologie moléculaire et systémique
Défendre le corps d’un envahisseur demande beaucoup d’énergie. Des études antérieures ont suggéré que cette consommation d’énergie liée au système immunitaire avait la conséquence malheureuse de l’émaciation. Mais Ayres et son équipe étaient curieux de savoir si l’émaciation pouvait être bénéfique et pas seulement un effet secondaire.
Les cellules immunitaires spécialisées appelées cellules T sont lentes à réagir aux infections, mais lorsqu’elles y répondent, elles s’adaptent pour combattre l’infection particulière. Ayres voulait savoir si c’étaient ces lymphocytes T qui causaient l’émaciation. Si les cellules T sont responsables de la maladie, cela indiquerait que l’émaciation n’est pas simplement un effet secondaire improductif des cellules immunitaires avides d’énergie.
Les cellules d’intérêt sont appelées lymphocytes T CD4+ et CD8+. Les lymphocytes T CD4+ mènent la lutte contre l’infection et peuvent favoriser l’activité des lymphocytes T CD8+, qui peuvent tuer les envahisseurs et les cellules cancéreuses. Les deux types de lymphocytes T travaillent souvent ensemble, de sorte que les chercheurs ont émis l’hypothèse que leur rôle dans l’émaciation pourrait également être un effort de coopération.
Pour établir la relation entre les lymphocytes T CD4+ et CD8+ et l’émaciation, les chercheurs se sont tournés vers le parasite T. brucei. Parce que T. brucei vit dans la graisse et peut bloquer la réponse immunitaire adaptative ; qui comprend les cellules T ; c’était une infection modèle parfaite pour leurs questions sur la perte de graisse et la façon dont les cellules T interviennent dans ce processus.
L’équipe a étudié 1) le rôle des lymphocytes T CD4+ et CD8+ au cours T. brucei et 2) comment l’élimination des lymphocytes T CD4+ et CD8+ a modifié la longévité, les taux de mortalité, les symptômes parasitaires et la quantité de parasites présents chez les souris infectées.
Les chercheurs ont découvert que les lymphocytes T CD4+ agissaient en premier et initiaient le processus de fonte des graisses. Par la suite, mais complètement indépendamment de la fonte des graisses, les lymphocytes T CD8+ ont initié le processus de fonte musculaire. La perte de graisse induite par les lymphocytes T CD4+ n’a eu aucun impact sur la capacité des souris à se battre T. brucei ou pour survivre à une infection. La fonte musculaire induite par les lymphocytes T CD8+, cependant, contrairement aux hypothèses traditionnelles sur la fonte, a aidé les souris à combattre T. brucei et survivre à l’infection.
« Nos découvertes étaient si surprenantes qu’il m’est arrivé de me demander si nous n’avions pas fait quelque chose de mal », déclare le premier auteur Samuel Redford, chercheur invité et ancien étudiant diplômé du laboratoire d’Ayres. « Nous avons eu des résultats frappants : des souris avec un système immunitaire pleinement fonctionnel et des souris sans lymphocytes T CD4+ vivaient le même laps de temps, ce qui signifie que ces lymphocytes T CD4+ et la perte de graisse qu’ils provoquaient étaient complètement jetables pour combattre le parasite. Et au-delà de cela, nous avons constaté que les sous-types de lymphocytes T normalement coopératifs fonctionnaient de manière totalement indépendante les uns des autres.
Les résultats illustrent le rôle important des cellules immunitaires dans la perte de graisse et de muscle et la nécessité de comprendre la fonction de ces réponses pour éclairer les interventions thérapeutiques.
« Nous pouvons en apprendre beaucoup sur notre système immunitaire en examinant les environnements et les infections avec lesquels nous avons co-évolué », déclare Ayres. « Alors que T. brucei est un cas intéressant et important, ce qui est excitant, c’est d’extrapoler nos découvertes pour comprendre, traiter et surmonter n’importe quel une maladie qui implique une émaciation à médiation immunitaire ; des parasites, des tumeurs, des maladies chroniques et bien plus encore. »
À l’avenir, l’équipe examinera le mécanisme des cellules T chez d’autres mammifères et éventuellement chez l’homme. Ils veulent également explorer plus en détail pourquoi la fonte musculaire se produit et pourquoi les lymphocytes T CD4+ et CD8+ jouent ces rôles distincts.
Les autres auteurs incluent Siva Karthik Varanasi, Karina Sanchez et Natalia Thorup de Salk.
