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Comment le système immunitaire connaît-il l'ami de l'ennemi chez les bactéries intestinales?
Afin de rester en bonne santé, le système immunitaire humain doit faire la distinction entre les amis, ou les tissus du corps humain, et les ennemis, ou les agents pathogènes invasifs qui causent la maladie. Ce défi est particulièrement évident dans l'intestin humain, où il n'y a pas que les cellules de l'hôte, mais aussi les milliards de bactéries qui coexistent et travaillent avec elles. Maintenant, une nouvelle étude révèle un mécanisme par lequel cet équilibre délicat entre la promotion et l'inhibition de la réponse immunitaire est maintenu.
Les chercheurs ont découvert le mécanisme des cellules de surveillance du système immunitaire qui favorisent la tolérance immunitaire aux bactéries intestinales amies et montrent comment l'inflammation de l'intestin (indiquée sur l'image) se produit lorsque le mécanisme est perturbé.
Crédit image: groupe Brocker / LMU
L'étude - une collaboration entre chercheurs en Allemagne et en Italie - est publiée dans la revue Communications Nature.
Dans leur étude, l'auteur principal Thomas Brocker, professeur et directeur de l'Institut d'immunologie de l'Université Ludwig Maximilian (LMU) de Munich, et ses collègues décrivent comment ils ont trouvé un moyen de former les cellules de surveillance immunitaire. entre ami et ennemi.
Nos tripes abritent une communauté complexe de plus de 100 billions de cellules microbiennes qui jouent un rôle important dans la santé et la maladie.
Ces microbes, ou microbiote intestinal, connus sous le nom de microbiome intestinal avec leur matériel génétique, influencent le métabolisme, la nutrition et la fonction immunitaire.
Les scientifiques découvrent que la perturbation du microbiote intestinal est liée à l'obésité, aux maladies inflammatoires de l'intestin et à d'autres troubles gastro-intestinaux.
Il a également été suggéré que l'effet de l'obésité sur le microbiome intestinal pourrait expliquer son lien fort avec le diabète de type 2.
D'autres ont comparé le caractère unique du microbiote intestinal d'une personne à celui d'une «empreinte génétique», ce qui soulève des préoccupations potentielles en matière de confidentialité pour les participants à des projets de recherche sur le microbiome humain.
Les cellules dendritiques favorisent et inhibent la réponse immunitaire
La nouvelle étude concerne un type de cellules appelées cellules dendritiques (DC) qui ont évolué de deux manières distinctes - et peuvent sembler être opposées - dans le corps humain, en ce sens qu’elles peuvent à la fois favoriser et inhiber la réponse immunitaire.
Faits en bref sur le microbiote intestinal- Nos tripes contiennent environ 1000 espèces bactériennes
- Il y a 100 fois plus de gènes dans le microbiome intestinal que dans le génome humain
- Pensée stérile à la naissance, l'intestin du nourrisson est rapidement colonisé après l'accouchement.
En savoir plus sur le microbiote intestinal
Les DC aident à activer le système immunitaire en réponse à une infection, mais elles participent également à sa suppression active dans certaines situations.
Ils suppriment l'immunité en déclenchant des cellules T régulatrices induites (iTregs), un type de cellule qui contrôle le développement de la tolérance immunitaire.
En tant qu'inhibiteurs de l'immunité dans l'intestin, les DC aident à former le système immunitaire à traiter le microbiote intestinal comme un ami plutôt que comme un ennemi. Ils le font en internalisant les protéines du microbiote et en migrant vers les ganglions lymphatiques associés à l'intestin.
En se déplaçant vers les ganglions lymphatiques, les CD décomposent les protéines bactériennes intériorisées en plus petits morceaux qui deviennent similaires aux «badges d'identité» qu'ils portent sur la surface de leurs cellules.
Ces badges d'identité sont affichés avec des protéines de liaison spécifiques reconnues par iTregs, avec pour effet que les iTreg ne favorisent pas les réponses immunitaires contre les protéines portant les badges d'identité.
Le professeur Brocker a déclaré: "Nous pensons que ces iTreg sont spécifiques aux protéines produites par les bactéries intestinales naturelles."
L'équipe explique que la migration vers les cellules lymphatiques par les CD - en particulier celles dont la surface cellulaire contient une protéine appelée CD103 + - est un élément important pour maintenir le système immunitaire au courant de la composition du microbiote intestinal.
Les cellules dendritiques ont un bouton d'alarme
Cependant, les chercheurs ont voulu savoir comment ce mécanisme de tolérance pouvait être désactivé en cas d'urgence. Leur enquête les a conduits à une autre molécule que les DC affichent sur leur surface cellulaire - connue sous le nom de CD40 - qui se comporte de la même manière qu'un bouton d'alarme.
Lorsqu'il est activé, le CD40 se lie à une molécule partenaire située à la surface d'un autre type de lymphocyte T appelé lymphocyte T effecteur, qui transforme les DC en inhibiteurs de la réponse immunitaire en promoteurs.
Lors d'essais sur des souris, les chercheurs ont montré que les animaux dont la signalisation CD40 était allumée de manière permanente présentaient une colite sévère, mais aucun autre symptôme.
Ils ont constaté que les cellules dendritiques affectées migrent toujours vers les ganglions lymphatiques à partir de la muqueuse intestinale, mais quand elles y arrivent, elles commettent un suicide cellulaire (apoptose) et empêchent ainsi les cellules T régulatrices de détecter les les protéger normalement contre les attaques immunitaires.
Cela se traduit par une réponse immunitaire généralisée dans laquelle les lymphocytes T voyagent vers la muqueuse intestinale et provoquent une inflammation. L'équipe a constaté que donner aux souris des antibiotiques qui ont tué leur microbiote intestinal a également réduit l'inflammation et que les animaux ont survécu.
"Ces résultats montrent que l'interaction entre les cellules dendritiques CD103-positives et les cellules T régulatrices est essentielle pour le maintien de l'équilibre immunologique ou de l'homéostasie correct dans l'intestin."
Thomas Brocker
Les chercheurs veulent maintenant savoir si des cellules T régulatrices particulières sont programmées pour des bactéries intestinales spécifiques, comme cette étude pourrait le suggérer.
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