Des chercheurs de l'Université d'Osaka découvrent que la voie GPR31 dans les cellules de « surveillance intestinale » détecte les métabolites bactériens et déclenche des réponses immunitaires, ouvrant ainsi de nouvelles possibilités de développement de médicaments, de vaccins et de probiotiques pour lutter contre les infections.
L’intestin humain abrite des microbes utiles, appelés microbiote, qui produisent des molécules appelées métabolites. Ces métabolites sont de plus en plus reconnus pour leur rôle dans le soutien de notre santé. Un groupe de protéines dans notre corps, connues sous le nom de récepteurs couplés aux protéines G (GPCR), peut détecter ces métabolites et déclencher d'importantes réponses immunitaires et d'autres voies. Cependant, on ne sait toujours pas quels métabolites provoquent ces réactions et quel type de réponses immunitaires ils créent.
Aujourd'hui, des chercheurs de l'Université d'Osaka ont découvert qu'un récepteur, appelé GPR31, est actif dans un type spécifique de cellule immunitaire présente dans l'intestin, connue sous le nom de cellules dendritiques conventionnelles de type 1 (cDC1). Ces cellules, situées dans des parties de l’intestin comme l’iléon, peuvent activer les lymphocytes T CD8+, qui jouent un rôle clé dans le système immunitaire et détruire les bactéries nocives, les virus et même certaines cellules cancéreuses.
Les découvertes de l'équipe, publiées dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), les ont amenées à vérifier si le récepteur GPR31 détecte les métabolites bactériens et active le système immunitaire. Lorsqu’ils ont testé comment différents métabolites affectaient les cellules cDC1, ils ont constaté une augmentation de l’expression de gènes liés aux membranes dendrites et aux filopodes, de minuscules extensions cellulaires qui aident la cellule à interagir avec son environnement, en présence de pyruvate. Ce changement a disparu lorsque GPR31 a été bloqué.
De manière critique, nous avons pu observer au microscope que les dendrites humaines réagissaient aux métabolites ; les dendrites ont fait saillie lorsque GPR31 a été activé et se sont rétractées lorsque nous avons inhibé GPR31.
Eri Oguro-Igashira, auteur principal
Les dendrites, lorsqu’elles s’étendent, aident les cellules dendritiques à échantillonner l’intestin à la recherche de substances étrangères. Lorsqu’ils trouvent quelque chose de dangereux, ils activent les cellules immunitaires comme les cellules T. Les chercheurs ont créé un modèle montrant que ces extensions peuvent traverser la muqueuse intestinale et qu’elles sont attirées vers des zones contenant plus de métabolites, en particulier le pyruvate. En présence de pyruvate et de GPR31, les cellules cDC1 étaient plus efficaces pour détecter les antigènes et les bactéries, comme E. coliet l'activation des lymphocytes T CD8+.
Cette étude est la première à montrer que GPR31 joue un rôle clé dans la réponse immunitaire aux infections intestinales chez l'homme et que ce processus est soutenu par les métabolites produits par des bactéries intestinales utiles.
« Notre recherche montre que cibler cette voie pourrait être utile pour développer de nouveaux médicaments et vaccins pour les muqueuses », explique l'auteur principal Kiyoshi Takeda. « Les probiotiques qui produisent du pyruvate pourraient également contribuer à renforcer notre réponse immunitaire aux infections intestinales. »
