Les dernières découvertes en Immunologie

de gauche à droite : Schistosoma (vers plats parasitaires); Candida albicans (champignons, infection); Orthopoxvirus, (virus infectieux, maladie de la variole; Bacillus anthracis (bactérie infectieuse, maladie du charbon)

Notre objectif est de partager et de divulguer certaines des dernières recherches scientifiques. Cette plateforme est ouverte à tous et à toutes pour discuter des actualités scientifiques riches et variées qui sont publiées tous les jours. Par ailleurs, nous prenons la liberté de proposer des hypothèses* afin d’enrichir cette discussion. Ces hypothèses engagent uniquement notre responsabilité personnelle, et non celles de leurs auteurs/trices des études scientifiques initiales.

Macrophages alvéolaires

crédit schéma : sci.sters.editions

Lorsque les macrophages sont évoqués, par soucis de simplification, ils sont souvent décris comme partageant les mêmes caractéristiques et donc les mêmes fonctions [si vous vous demandez ce que sont les cellules phagocytaires, cliquez ici]. Or, en biologie, rien n’est aussi simple, justement. Il est toujours bon de rappeler que notre corps est une machine incroyable, qui dut, au cours de l’évolution, développer des mécanismes pour s’adapter à notre environnement et ses changements.

Les macrophages résidents dans les alvéoles de nos poumons (AMs) constituent notre première ligne de défense contre les infections respiratoires. Jusqu’à présent, il était communément pensé qu’une forme unique de macrophages possédaient des fonctions opposées. En effet, des études ont démontré que ces macrophages alvéolaires contribuaient à une réaction inflammatoire sévère. Or, une réponse immunitaire non contrôlée peut être toxique pour l’équilibre de notre organisme. Ces macrophages étaient donc associés à une réaction potentiellement néfaste. À l’inverse, d’autres études soutenaient qu’ils étaient bénéfiques puisque essentiels au bon équilibre de nos fonctions respiratoires. Comment ? en maintenant une certaine tolérance envers des agents étrangers généralement inoffensifs qui nécessitent donc pas une réponse immunitaire. Puisque les AMs sont connus pour être très plastiques, il était donc proposé que ces macrophages soient tout simplement capables d’accomplir ces fonctions contradictoires selon les signaux qu’ils recevaient.

Shengjie Xu-Vanpala et al., Functional heterogeneity of alveolar macrophage population based on expression of CXCL2, 2020, Science Immunology.

Or, l’étude de Shengjie Xu-Vanpala et al., démontre que plusieurs sous-population de macrophages arborant des caractéristiques physiologiques différentes se côtoient au sein des alvéoles pulmonaires.

Dans ces alvéoles, certains macrophages produisent des chimiokines inflammatoires (les CXCL2 attirent des cellules immunitaires vers le foyer infectieux) [CXCL2+] alors que d’autres produisent des cytokines anti-inflammatoires comme l’interleukine 10 (IL-10) et des protéines du complément C1q [CXCL2-]. Ceci mène à penser qu’il existe différentes population de macrophages : certaines seraient pro-inflammatoires et d’autres, anti-inflammatoires.

L’équipe du département d’immunologie de l’Université Duke de Médecine (États-Unis) et leurs collaborateurs/trices ont démontré que ces fonctions opposées sont principalement causées par l’expression de gènes de ces deux sous-populations : soit pro- soit anti- inflammatoires. Pour les CXCL2-, il a été prouvé que ce sont essentiellement des mécanismes épigénétiques spécifiques qui permettent une telle variation de la régulation génétique. Quant aux CXCL2+, l’énigme reste entière.

Mise à part leur différence en terme de capacité inflammatoire, ces sous-populations présentent également des métabolismes divergents. En effet, les CXCL2+ affichent de plus fortes capacités glycolytiques, d’oxidation mitochondriale, et une plus grande production d’énergie sous forme d’ATP (adénosine triphosphate). Une telle supériorité énergétique expliquerait-elle la capacité phagocytaire accrue, observée chez les macrophages CXCL2+ ? L’étude n’apporte pas de réponse à cette question.

Cerise sur le gâteau, la génération d’une ou l’autre sous-population, serait favorisée suivant l’espèce de virus ou de bactéries rencontrée. Si cela s’avérait vrai, nos alvéoles auraient donc un système extrêmement performant, capable de produire des cellules immunitaires résidentes spécifiques en fonction des pathogènes présents au moment adéquat.

Pourquoi aurions-nous besoins de sous-populations de macrophages qui coexistent ?

*hypothèse 1 :

la diversité des types de macrophages permettrait une pluralité de nos défenses qui seraient ainsi renforcées.

*hypothèse 2 :

une « dilution » de macrophages pro-inflammatoires, via la présence d’autres macrophages anti-inflammatoires, pourrait être un mécanisme d’auto-contrôle afin de réguler les réponses immunitaires et ainsi éviter qu’elles ne deviennent toxiques pour notre corps.

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