Quand le cerveau intervient dans notre immunité

Le système immunitaire est diffus, dispersé entre la moelle osseuse et tous nos tissus. Mais il existe une “tour de contrôle”, elle-même répartie entre notre intestin et notre cerveau.

On se souvient des expériences de John Mackenzie sur des patients asthmatiques: il suffisait de leur présenter une fleur artificielle pour provoquer des quintes de toux, sans l’ombre d’un grain de pollen … Ou bien ces expériences d’aversion au goût sur des rats : en administrant à plusieurs reprises aux animaux un médicament immunosuppresseur en même temps que l’édulcorant artificiel saccharine on remarqua qu’ils pouvaient réprimer l’activité immunitaire des animaux avec de la saccharine seule.

Mais le mécanisme responsable de ces réactions psychosomatiques a toujours été obscur. De telles expériences “ne peuvent pas être guidées par la mémoire immunologique telle que nous la connaissons”, a déclaré la neuroimmunologue Asya Rolls (ici, son article dans la revue Cell). Il semble plutôt que ces réponses immunitaires commencent dans le cerveau, a-t-elle déclaré. “D’une manière ou d’une autre, il y a ces pensées qui initient de vrais processus physiologiques.”

Ces dernières années, le laboratoire de Rolls a commencé à comprendre comment les pensées et les émotions pouvaient affecter la santé physique. En 2018, elle et ses collègues ont rapporté que la stimulation des neurones dans les centres de plaisir du cerveau chez la souris désactivait un sous-ensemble de cellules immunitaires qui suppriment les défenses du corps ; la croissance tumorale a ralenti chez ces animaux. Dans une étude publiée en mai, son équipe a découvert que l’activation de nerfs spécifiques dans le côlon empêchait les cellules immunitaires du sang de pénétrer dans les tissus, offrant ainsi un mécanisme de contrôle cérébral sur l’inflammation locale .

Asya Rolls et son équipe ont glissé un produit irritant dans l’eau potable de souris de laboratoire pour leur donner une crise de colite d’une semaine. Le produit chimique a perturbé la paroi interne du côlon et déclenché un afflux de cellules immunitaires contre les dommages, qui ont ensuite dégénéré en entérite aigue. 

Une modification génétique chez les souris a permis à Rolls et à son équipe de marquer par fluorescence les neurones actifs le jour où l’inflammation a culminé, éclairant les cellules de l’insula. Ils ont ensuite utilisé un deuxième outil génétique pour faire quelque chose de plus puissant : ils ont placé un interrupteur moléculaire marche/arrêt sur les cellules insula activées.

Puis Rolls et ses collègues ont attendu. Plusieurs semaines après la disparition de la colite et la guérison des souris, les chercheurs ont utilisé leur interrupteur marche/arrêt pour réactiver les neurones et ont déclenché une réponse inflammatoire similaire dans le côlon. Ils ont vu des résultats similaires chez des souris qui avaient été induites à développer une maladie inflammatoire différente, la péritonite, dans la muqueuse abdominale.

Les réponses immunitaires déclenchées par la stimulation neurale “rappelaient l’état pathologique d’origine”, a déclaré Rolls. Les similitudes se sont étendues au niveau moléculaire : chez les souris atteintes de péritonite induite, les globules blancs porteurs d’une protéine réceptrice spécifique sont devenus plus abondants dans la muqueuse abdominale à la fois pendant l’inflammation initiale et l’inflammation évoquée plus tard.

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Les chercheurs ont également observé l’effet inverse : lorsqu’ils ont plutôt inhibé l’ensemble initial de neurones activés, les symptômes de la maladie des animaux n’étaient pas aussi graves. Cela suggère que même pendant l’inflammation induite chimiquement, les signaux du cerveau peuvent aider à déterminer sa gravité.

Dans une série d’expériences de cartographie nerveuse, l’équipe a déterminé que les neurones de l’insula qui sont entrés en action lors de l’inflammation initiale “ont en fait un moyen de transmettre un message jusqu’au côlon”.

Autre expérience, en 2002, Tracey et ses collègues ont innové dans ce domaine en découvrant que le cerveau peut envoyer des signaux anti-inflammatoires à d’autres parties du corps via le nerf vague. Cette ligne de recherche a progressé au point où des dispositifs bioélectroniques sont développés et étudiés pour contrôler l’inflammation dans la polyarthrite rhumatoïde, l’hypertension pulmonaire et d’autres maladies.

Contrairement au système nerveux vagal, cependant, les neurones de l’insula dans le mécanisme de Rolls détectent l’inflammation, se souviennent de cet état immunitaire et peuvent le réactiver – un comportement qui ressemble plus à un conditionnement pavlovien qu’à une réponse de rétroaction négative. Tracey pense ainsi que le nerf vague est comme une conduite de frein dans une voiture. L’étude de Rolls montre « qu’il y a un conducteur ». “Il y a quelqu’un qui décide s’il faut appuyer sur le frein ou sur la pédale d’accélérateur.”

Ainsi, le cerveau peut stocker et récupérer des réponses immunitaires spécifiques, étendant le concept classique de mémoire immunologique aux représentations neuronales de l’information inflammatoire.

Source: quantamagazine