Des chercheurs découvrent des sous-ensembles d'astrocytes anti-inflammatoires contrôlés par le microbiome

Les astrocytes sont le type de cellules le plus abondant dans le système nerveux central (SNC), mais ils restent mal caractérisés. Les chercheurs ont longtemps supposé que la fonction principale des astrocytes était de fournir des nutriments et un soutien aux cellules nerveuses du cerveau examinées de plus près; au cours des années, cependant, de plus en plus de preuves ont montré que les astrocytes peuvent également favoriser activement la neurodégénérescence, inflammation, et les maladies neurologiques.

Maintenant, une équipe dirigée par des chercheurs du Brigham and Women's Hospital, a montré qu'une sous-population d'astrocytes spécifique peut faire le contraire, au lieu de servir un protecteur, fonction anti-inflammatoire dans le cerveau basée sur des signaux régulés par les bactéries qui résident dans l'intestin. Les résultats de la nouvelle voie anti-inflammatoire sont publiés dans La nature .

Au cours des années, de nombreux laboratoires, y compris le mien, ont identifié des rôles importants pour les astrocytes dans la promotion des maladies neurologiques. C'est le premier cas dans lequel nous montrons qu'au moins un sous-ensemble de ces cellules (astrocytes) peut prévenir l'inflammation. La raison pour laquelle nous n'avons pas vu cela auparavant, c'est parce que nous étudions ces cellules comme si elles étaient uniformes, ou un seul type de cellule. Mais maintenant, nous avons la résolution de voir les différences entre ces cellules."

Francisco Quintana, Doctorat, Auteur correspondant, Centre Ann Romney pour les maladies neurologiques, Brigham

Les chercheurs ont utilisé des outils d'analyse de gènes et de protéines perfectionnés pour identifier le nouveau sous-ensemble d'astrocytes. La population d'astrocytes réside à proximité des méninges (la membrane entourant le cerveau) et exprime une protéine appelée LAMP1, avec une protéine appelée TRAIL, qui peut induire la mort d'autres cellules. Ces caractéristiques aident les astrocytes LAMP1+TRAIL+ à limiter l'inflammation du SNC en induisant la mort cellulaire des lymphocytes T qui favorisent l'inflammation.

Pour déterminer quel mécanisme contrôle les astrocytes LAMP1+TRAIL+ dans le cerveau, les chercheurs ont effectué une série de tests à l'aide de l'outil d'édition de gènes CRISPR-Cas9. Ils ont découvert qu'une molécule de signalisation particulière, appelé interféron gamma, régule l'expression de TRAIL. De plus, ils ont découvert que le microbiome intestinal induit l'expression de l'interféron gamma dans les cellules qui circulent dans le corps et atteignent finalement les méninges, où ils peuvent favoriser les activités anti-inflammatoires des astrocytes.

Comprendre les mécanismes à l'origine des fonctions anti-inflammatoires des astrocytes LAMP1+TRAIL+ pourrait permettre aux chercheurs de développer des approches thérapeutiques pour lutter contre les maladies neurologiques, comme la sclérose en plaques. Par exemple, ils explorent des candidats probiotiques pouvant être utilisés pour réguler l'activité anti-inflammatoire des astrocytes. En outre, les données les plus récentes de l'équipe de recherche indiquent que certaines tumeurs cérébrales exploitent cette voie pour échapper à la réponse immunitaire du corps. Les chercheurs développent donc des immunothérapies anticancéreuses pour riposter aux attaques des tumeurs.

« La découverte de sous-ensembles d'astrocytes anti-inflammatoires contrôlés par le microbiome est une avancée importante dans notre compréhension de l'inflammation du SNC et de sa régulation, " a déclaré Quintana. " Il s'agit d'un mécanisme très nouveau par lequel l'intestin contrôle l'inflammation dans le cerveau. Il guide de nouvelles thérapies pour les maladies neurologiques, et nous pensons que ce mécanisme pourrait contribuer à la pathogenèse des tumeurs cérébrales."

Le laboratoire de Quintana a identifié le seul autre sous-ensemble d'astrocytes connu pour être régulé par le microbiome intestinal en 2016, mais les enquêteurs pensent qu'il y en a probablement d'autres. "Il devient clair que la flore intestinale est importante dans de nombreuses maladies, " a-t-il dit. " Nous avons la chance d'avoir mené la charge pour identifier différents sous-ensembles d'astrocytes et les mécanismes qui les contrôlent. Nous avons une liste d'autres populations d'astrocytes, et nous travaillons pour voir comment la flore intestinale peut les contrôler."

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