Afin de maintenir la santé, le système immunitaire humain doit distinguer entre les amis, les tissus du corps humain et les ennemis, ou les agents pathogènes invasifs qui causent des maladies. Ce défi est particulièrement évident dans l'intestin humain, où ce ne sont pas seulement les cellules de l'hôte, mais aussi les trillions de bactéries qui coexistent et travaillent avec elles, qui doivent être traitées comme amicales. 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 dans les cellules de surveillance du système immunitaire qui favorisent la tolérance immunitaire contre les bactéries intestinales amicales et montrent comment l'inflammation de l'intestin (montré dans l'image) se produit lorsque le mécanisme est perturbé.

Crédit d'image: Brocker group / LMU

L'étude - une collaboration entre chercheurs en Allemagne et en Italie - est publiée dans le journal Nature Communications .

Dans leur document d'étude, l'auteur principal Thomas Brocker, professeur et directeur de l'Institut d'immunologie de l'Université Ludwig Maximilian (LMU) de Munich en Allemagne, et ses collègues, décrivent comment ils ont trouvé une façon dont les cellules de surveillance immunitaire sont formées pour repérer la différence Entre amis et ennemis.

Nos corvées abritent une communauté complexe de plus de 100 trillions de cellules microbiennes qui jouent un rôle important dans la santé et la maladie.

Ces microbes isolés dans les intestins, ou le microbiota intestinal - qui, avec leur matériel génétique, sont connus sous le nom de microbiome intestinal - influencent le métabolisme, la nutrition et la fonction immunitaire.

Les scientifiques découvrent que la perturbation du microbiota intestinal est liée à l'obésité, à la maladie inflammatoire 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 étroit avec le diabète de type 2.

D'autres ont comparé l'unicité du microbiota intestinal d'une personne à celle d'une «empreinte ADN», ce qui soulève des préoccupations potentielles en matière de confidentialité pour les participants aux projets de recherche sur les microbiomes humains.

Les cellules dendritiques favorisent et inhibent la réponse immunitaire

La nouvelle étude concerne un type de cellule appelée cellules dendritiques (DC) qui ont développé deux rôles distincts - et ce qui peut sembler être opposé - dans le corps humain, en ce sens qu'ils peuvent à la fois promouvoir et inhiber la réponse immunitaire.

• Nos intestins contiennent environ 1000 espèces bactériennes
• Il y a 100 fois plus de gènes dans le microbiome intestinal que dans le génome humain
• Je pense être stérile à la naissance, l'intestin du nourrisson est rapidement colonisé après l'accouchement.

En savoir plus sur le microbiota intestinal

Les DC aident à activer le système immunitaire en réponse à une infection, mais ils participent également à la supprimer activement 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 d'immunité dans l'intestin, les DC aident à former le système immunitaire pour traiter le microbiota intestinal comme ami plutôt que comme ennemi. Ils le font en internalisant les protéines du microbiota et en migrant vers les ganglions lymphatiques associés à l'intestin.

Lorsqu'ils se déplacent vers les ganglions lymphatiques, les DC décomposent les protéines de bactéries amies intériorisées en petits morceaux qui deviennent similaires aux «badges d'identité» qu'ils portent sur leurs surfaces cellulaires.

Ces badges d'identité sont affichés avec des protéines de liaison spécifiques que les iTregs reconnaissent, avec pour effet que les iTregs ne favorisent pas les réponses immunitaires contre les protéines portant les badges d'identité.

Le professeur Brocker dit: «Nous croyons que ces iTregs sont spécifiques aux protéines produites par les bactéries intestinales naturelles».

L'équipe explique que la migration vers les cellules lymphatiques par les DC - en particulier ceux dont les surfaces cellulaires présentent une protéine appelée CD103 + - est une partie importante de la mise à jour du système immunitaire sur la composition du microbiota intestinal.

Les cellules dendritiques ont un 'bouton d'alarme'

Cependant, ce que les chercheurs voulaient découvrir, c'est la façon dont ce mécanisme de tolérance pourrait être désactivé en cas d'urgence. Leur enquête les a menés à une autre molécule que les DC affichent sur leur surface cellulaire - appelée CD40 - qui se comporte de la même manière qu'un bouton d'alarme.

Lorsqu'il est activé, CD40 se lie à une molécule partenaire à la surface d'un autre type de lymphocyte T appelée cellules T effectrices, ce qui transforme les DC contre les inhibiteurs de la réponse immunitaire contre les promoteurs.

Dans les tests sur la souris, les chercheurs ont montré que les animaux dont la signalisation CD40 était activée de façon permanente ont développé une colite sévère, mais aucun autre symptôme.

Ils ont constaté que les cellules dendritiques affectées migrent encore vers les ganglions lymphatiques de la muqueuse intestinale, mais lorsqu'ils y arrivent, ils commettent un suicide cellulaire (apoptose) et refusent ainsi aux cellules T régulatrices de détecter les insignes d'identité des protéines de microbiota Normalement les protéger contre les attaques immunitaires.

Il en résulte une réponse immunitaire généralisée dans laquelle les lymphocytes T se déplacent vers la muqueuse intestinale et provoquent une inflammation. L'équipe a constaté que donner aux antibiotiques de souris qui ont tué leur microbiota intestinal a également réduit l'inflammation et les animaux ont survécu.

Ces résultats montrent que l'interaction entre les cellules dendritiques positives au CD103 et les cellules T régulatrices est essentielle pour le maintien de l'équilibre immunologique correct ou de l'homéostasie dans l'intestin ".

Prof. Thomas Brocker

Les chercheurs souhaitent maintenant savoir si des cellules T réglementaires particulières sont programmées pour des bactéries intestinales spécifiques, comme l'indique cette étude.

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