Les microbes sont nos amis

Les microbes sont nos amis, il faut les aimer aussi : 

comment les germes régulent à vie le système immunitaire des enfants ?

Si vous ne le saviez pas encore, il n’est plus nécessaire de désinfecter les enfants tous les jours (…) L’exposition à des germes dans l’enfance est censée aider à renforcer le système immunitaire et protéger les enfants contre les allergies et l’asthme… mais il restait à définir la façon dont cela se produisait. Maintenant, les chercheurs ont identifié un mécanisme chez la souris qui peut expliquer le rôle de l’exposition aux microbes dans le développement de l’asthme et de la colite ulcéreuse, une forme courante de maladie inflammatoire de l’intestin.

Dans une étude publiée cette semaine (lien plus bas), les chercheurs montrent que chez la souris, l’exposition aux microbes, au tout début de sa vie, peut réduire les stocks de lymphocytes NKT, les cellules qui aident à combattre l’infection, mais qui peuvent aussi se retourner contre le corps, provoquant une variété de troubles tels que l’asthme ou une maladie intestinale inflammatoire.

L’étude prend en charge “l’hypothèse de l’hygiène”, qui soutient que ces maladies auto-immunes sont plus fréquentes dans notre monde développé où la prévalence des antibiotiques et des antibactériens réduisent l’exposition des enfants aux microbes.

Les chercheurs ont induit deux groupes de souris, un exempt de germes (que nous appellerons EG), élevé dans un environnement stérile, et l’autre groupe de souris exempte d’agents pathogènes spécifiques élevé dans des conditions normales de laboratoire, pour développer des formes d’asthme ou de colite ulcéreuse. Les souris EG avaient plus de lymphocytes NKT dans leurs poumons et ont développé les symptômes de maladies plus graves, ce qui indique que l’exposition aux microbes a, en quelque sorte, influencée les niveaux de lymphocytes NKT pour rendre les souris EG plus sensibles aux maladies inflammatoires.

L’étude a également révélé que le manque d’exposition, en début de vie, ne pouvait pas être compensé par l’introduction des souris EG à un plus large éventail de microbes à l’âge adulte.

A la recherche d’un mécanisme permettant d’expliquer l’influence de l’exposition aux microbes, les chercheurs se sont penchés sur la protéine CXCL16 (chimiokines), une protéine de signalisation associée à l’inflammation et aux cellules NKT. L’expression de la CXCL16 était plus élevée dans le tissu du côlon et des poumons des souris EG que chez les souris normales, et le blocage de cette expression a réduit le nombre de lymphocytes NKT et le montant de l’inflammation dans les tissus.

Une analyse du gène codant pour la CXCL16 a montré que cinq régions du gène étaient “hyper-exprimé” chez les souris sans germes en raison de la méthylation de l’ADN (utilisée pour réduire au silence ou réguler certains gènes sans modifier la séquence ADN originale), modifiant ainsi la production de protéines particulières. "Nous avons ensuite manipulé différents composés qui pouvaient contrôler la méthylation de l’ADN”, explique Dennis Kasper, un microbiologiste à l’école de médecine de Harvard, Massachusetts et co-auteur de l’étude, "La méthylation a réglé à la hausse la CXCL16, et a abouti à des niveaux plus élevés de lymphocytes NKT."

Ces résultats suggèrent que : sans expositions à certains microbes, la méthylation augmente l’expression de la CXCL16, ce qui augmente en fin de compte le nombre de cellules NKT et l’inflammation.

"Il y a probablement certains organismes spécifiques et des molécules produites par ces organismes qui influent sur cette voie”, déclare Kasper. "Il semble qu’il y a quelque chose qui définit ce réglage à un très jeune âge, mais nous ne savons pas ce que c’est."

Il reste difficile de savoir si les humains empruntent une voie similaire, mais les résultats "complètent ce que nous observons dans l’épidémiologie", explique Erika Von Mutius, chef du service étudiant et traitant l’asthme et les allergies chez les enfants à l’Hôpital universitaire de Munich. "Il soutient l’idée que le microbiome est très important et l’âge de l’exposition est déterminant."

Le détail de la recherche publiée sur ScienceAAS : Microbial Exposure During Early Life Has Persistent Effects on Natural Killer T Cell Function.

Des cellules de notre système immunitaire se rappellent de microbes qu’elles n’ont jamais rencontrés auparavant

Les cellules immunitaires sont très rancunières, une fois lésées, elles n’oublieront jamais leurs agresseurs. 

C’est ainsi que nous acquérons notre immunité et c’est pourquoi les vaccins fonctionnent : les cellules immunitaires développent une mémoire d’une invasion pathogène, et elles construisent un système d’alerte pour la trouver et la combattre, si jamais elle devait revenir. Mais une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Stanford (Etats-Unis) ajoute un nouvel écueil à cette ancienne théorie immunitaire. Il s’avère que les cellules immunitaires peuvent développer cette mémoire, même pour des agents pathogènes qu’elles n’ont jamais rencontrés. Cela peut provenir de l’exposition à des microbes inoffensifs ou les mémoires peuvent effectivement être empruntées à d’autres cellules, plus expérimentées.

Image d’entête : Un lymphocyte T humain (en rose) scanne la surface d’une cellule dendritique (en bleue). L’image a été obtenue en utilisant la microscopie électronique à balayage, échelle 1 µ m. (institut Pasteur)

Les résultats pourraient aider à expliquer pourquoi les bébés et les jeunes enfants sont si sensibles aux maladies infectieuses. Ils n’ont pas encore été assez exposés aux agents pathogènes omniprésents, la plupart du temps encore inoffensifs et c’est une lutte constante avec les microbes qui donne aux lymphocytes T adultes une sorte de prémonition cellulaire. Le Guru vous invite d’ailleurs à lire son article dans lequel il décrit, par l’intermédiaire d’une étude, comment les germes régulent à vie le système immunitaire des enfants.

Selon le microbiologiste et immunologue Mark Davis de Stanford, principal auteur de l’étude, les enfants sont attirés par la saleté parce ils doivent exposer leurs jeunes systèmes immunitaires à “quelque chose”, pour aider à renforcer leurs défenses.

Davis et ses co-auteurs ont étudié un groupe de lymphocytes T (ou cellules T) appelés cellules CD4, qui sont les mêmes que celles visées par le VIH. Les cellules CD4 barbotent dans notre sang et jouent le rôle de sentinelles, tirant la sonnette d’alarme cellulaire quand elles détectent quelque chose qui ne nous appartient pas. Il y a deux classes de base de cellules CD4 : les “cellules naïves”, qui n’ont pas été exposées à un microbe en particulier et qui peuvent prendre un certain temps pour activer une réponse, et les “cellules à mémoire”, qui ont déjà lutté contre un agent pathogène et en sont à l’affut. Les cellules à mémoire peuvent s’activer face au danger en quelques heures, tandis que les cellules naïves pourraient prendre des jours, voire des semaines et pendant ce temps, nous sommes malades.

Il y a plusieurs années de cela, Davis a découvert que les cellules CD4 remanient leur ADN quand elles se divisent, créant essentiellement une armée de cellules T qui possèdent des capacités de reconnaissance d’agents pathogènes spécifiques. Selon cette nouvelle étude, cette capacité pourrait aussi les aider à reconnaitre les agents pathogènes qu’ils n’ont même pas encore rencontrés.

Les chercheurs ont examiné des échantillons de sang de 26 adultes en bonne santé et ont tenté de déterminer quelles cellules T étaient sensibles à qu’elles agents pathogènes. Environ la moitié des cellules semblaient être dans un état de mémorisation, ce qui signifie qu’elles auraient rencontré un agent pathogène particulier dans le passé. Mais, alors que Davis et ses collègues effectuaient des essais, ils ont découvert que ces personnes n’avaient jamais été exposées à ces maladies. Ils ont également essayé cela sur des nouveau-nés, à l’aide de sang du cordon ombilical, et ont trouvé que les cellules des nourrissons étaient “naïves”.

Pour aller plus loin, les chercheurs ont pris deux adultes qui n’avaient pas reçu de vaccin contre la grippe en cinq ans et leur ont injecté le vaccin. Après cette invasion de virus morts, qui est conçu pour fournir aux cellules CD4 une nouvelle mémoire, les cellules CD4 à mémoires des patients ont proliféré. Mais, fait intéressant, certaines d’entre elles disposaient du “souvenir” de différentes structures cellulaires de bactéries et de protozoaires, qui n’avaient rien à voir avec la grippe.

Comment les cellules naïves acquièrent-elles cette mémoire microbienne ? Tout est une question d’environnement. Les humains sont constamment exposés à d’innombrables bactéries, champignons et virus, partout dans le monde, tout le temps. Les cellules T pourraient agir comme si elles réagissaient à quelque chose qu’elles ont rencontré auparavant, peut-être que les protéines de la bactérie ressemble à celle d’un microbe inoffensif, et la cellule est dupée. Ou peut-être que les cellules à mémoire remanient leur ADN quand elles se répliquent, ce qui donne de nouvelles cellules avec des propriétés spécifiques.

Selon Davis :

Une mémoire immunitaire préexistante d’agents pathogènes dangereux, que notre système immunitaire n’a jamais vu auparavant, pourraient résulter de notre constante exposition à  la plupart des micro-organismes inoffensifs, omniprésents dans le sol et la nourriture et sur notre peau, nos poignées de porte, nos téléphones et nos écouteurs.

Encore une fois, ne vous inquiétez pas des milliards de microbes et autres bactéries qui nous entourent constamment et qui, pour la plupart , ne nous sont pas nuisibles. Ils pourraient donner à notre système immunitaire de l’avance.

source gurumed.org