Des chercheurs de l’Institut Zuckerman de l’Université Columbia ont découvert que le cerveau possède une étonnante capacité à réguler le système immunitaire. Cette étude, menée chez la souris, a révélé que le cerveau peut à la fois détecter l’inflammation et moduler la réponse immunitaire, soit en l’accélérant, soit en la supprimant si nécessaire. Cette découverte pourrait ouvrir la voie à de nouvelles thérapies pour traiter toute une série de maladies dans lesquelles le système immunitaire devient hyperactif ou dérégulé.
Les chercheurs étaient motivés par une question fondamentale : dans quelle mesure le cerveau contrôle-t-il les réponses immunitaires de l’organisme ? La motivation découle de travaux antérieurs suggérant que le cerveau et le corps communiquent largement via une voie connue sous le nom d’axe corps-cerveau.
Des études antérieures faisaient allusion à cette interaction mais n’exploraient pas pleinement les mécanismes ni l’étendue de l’implication du cerveau dans la gestion du système immunitaire. L’équipe visait à découvrir ces connexions et à comprendre comment le cerveau surveille et régule les réponses inflammatoires, une fonction essentielle au maintien de la santé.
« Nous avons découvert toutes ces façons par lesquelles le corps informe le cerveau de son état actuel », a déclaré Mengtong Li, co-premier auteur et chercheur postdoctoral. « Nous voulions comprendre jusqu’où allaient la connaissance et le contrôle du cerveau sur la biologie du corps. »
Pour étudier le rôle du cerveau dans la régulation immunitaire, les scientifiques ont mené des expériences sur des souris. Ils se sont concentrés sur le noyau caudal du tractus solitaire (cNST), une région du tronc cérébral fortement impliquée dans la voie de communication corps-cerveau. Le cNST est la cible principale du nerf vague.
Les chercheurs ont utilisé un composé bactérien appelé lipopolysaccharide (LPS) pour déclencher une réponse immunitaire chez les souris. Ce composé est connu pour activer le système immunitaire inné, la première ligne de défense de l’organisme contre les agents pathogènes. Ils ont ensuite mesuré les niveaux de diverses molécules immunitaires chez la souris, à la fois pro-inflammatoires et anti-inflammatoires.
Pour comprendre le rôle du cNST, les chercheurs ont manipulé chimiquement son activité. Ils ont utilisé des techniques avancées pour supprimer ou activer les neurones cNST en réponse au défi LPS. Ils ont également identifié des groupes spécifiques de neurones au sein du cNST et du nerf vague qui sont impliqués dans la détection et le contrôle de l’inflammation.
L’étude a révélé que le cerveau, en particulier le cNST, influence de manière significative les réponses inflammatoires du corps. Lorsque les chercheurs ont supprimé l’activité du cNST, ils ont observé une réponse inflammatoire incontrôlable : les niveaux de molécules pro-inflammatoires ont grimpé en flèche, tandis que les molécules anti-inflammatoires ont chuté. À l’inverse, lorsqu’ils activaient le cNST, la réponse inflammatoire était atténuée, les molécules pro-inflammatoires diminuant de manière significative et les molécules anti-inflammatoires augmentant considérablement.
« Le cerveau est le centre de nos pensées, émotions, souvenirs et sentiments », a déclaré Hao Jin, co-premier auteur de l’étude publiée. « Grâce aux progrès considérables réalisés dans le domaine du suivi des circuits et de la technologie unicellulaire, nous savons désormais que le cerveau fait bien plus que cela. Il surveille le fonctionnement de chaque système du corps.
Cela indique que le cNST agit comme un thermostat pour le système immunitaire, aidant à maintenir une réponse équilibrée à l’inflammation. Les chercheurs ont également identifié des neurones spécifiques du nerf vague et du cNST qui sont cruciaux pour détecter et contrôler l’inflammation. Ces neurones répondent à différents signaux immunitaires, notamment les cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires, qui sont des molécules qui signalent les réponses immunitaires.
Bien que ces résultats soient prometteurs, l’étude présente plusieurs limites. Premièrement, la recherche a été menée sur des souris et, bien qu’il existe des similitudes entre la biologie de la souris et celle de l’humain, des études supplémentaires sont nécessaires pour confirmer que les mêmes mécanismes fonctionnent chez l’homme. De plus, l’étude s’est concentrée principalement sur le système immunitaire inné, qui répond rapidement aux menaces mais ne possède pas les capacités de mémoire du système immunitaire adaptatif. La manière dont le cerveau pourrait influencer l’immunité adaptative reste une question ouverte.
Néanmoins, les implications de cette étude sont considérables. Si des mécanismes similaires étaient découverts chez l’homme, cela pourrait révolutionner la façon dont nous traitons diverses maladies liées au système immunitaire. Des affections telles que la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose en plaques et les maladies inflammatoires de l’intestin, qui sont actuellement prises en charge mais non guéries, pourraient bénéficier de thérapies ciblant le contrôle de l’inflammation par le cerveau.
Cette découverte pourrait également conduire à de nouveaux traitements pour les affections inflammatoires aiguës, telles que les réactions immunitaires sévères observées dans certaines infections virales, dont la COVID-19. La possibilité de moduler le système immunitaire par l’intermédiaire du cerveau ouvre un nouveau champ de possibilités en matière de traitement médical, offrant l’espoir d’une meilleure prise en charge et peut-être même de guérisons des maladies inflammatoires chroniques et aiguës.
« Cette nouvelle découverte pourrait constituer une voie thérapeutique passionnante pour contrôler l’inflammation et l’immunité », a déclaré Charles S. Zuker, auteur principal de l’étude, chercheur principal à l’Institut Zuckerman de Columbia et chercheur au Howard Hughes Medical Institute.
L’étude, « Un circuit corps-cerveau qui régule les réponses inflammatoires du corps», a été rédigé par Hao Jin, Mengtong Li, Eric Jeong, Felipe Castro-Martinez et Charles S. Zuker.
Source link