Le paludisme provoque des lésions irréversibles chez les phagocytes de la rate
Les macrophages de la moelle osseuse ne peuvent pas remplacer entièrement les macrophages résidents de la rate après un épisode de paludisme
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Selon une étude menée par l’université de Bonn et l’Institut Peter Doherty pour les infections et l’immunité de l’université de Melbourne, les macrophages formés dans la moelle osseuse ne peuvent assumer la fonction de phagocytes embryonnaires, ou « cellules nettoyeuses », que dans une certaine mesure. Les chercheurs ont démontré que l’infection paludique provoque des lésions irréversibles chez les macrophages CD163 résidents de la rate, qui sont chargés de purifier le sang, de recycler le fer et de communiquer avec d’autres cellules impliquées dans la réponse immunitaire de l’organisme. Leurs découvertes pourraient ouvrir la voie non seulement à des vaccins antipaludiques plus efficaces, mais aussi au développement de médicaments et de traitements destinés à lutter contre d’autres maladies infectieuses.
L’article doit paraître dans la revue « Immunity », mais il est d’ores et déjà accessible en ligne.
Les macrophages constituent un élément essentiel de notre système immunitaire. Faisant partie de nos défenses non spécifiques, ces « gros mangeurs » jouent le rôle d’« équipe de nettoyage » de notre organisme : ils traquent les agents pathogènes, éliminent les cellules mortes et digèrent les substances étrangères pour les rendre inoffensives. « Il existe essentiellement deux types de macrophages : les macrophages résidents, qui se développent dès le stade embryonnaire, et les macrophages recrutés, qui peuvent se former à tout moment », explique la professeure Elvira Mass, responsable du groupe de travail « Biologie du développement du système immunitaire » à l’Institut des sciences de la vie et médicales (LIMES) de l’université de Bonn.
Les macrophages résidents se régénèrent par division cellulaire. Si un grand nombre d’entre eux sont détruits à la suite d’une infection grave ou d’une blessure, ils ne peuvent pas se diviser assez rapidement pour compenser les pertes. Dans ce cas, leur rôle est pris en charge par les globules blancs, qui sont créés dans la moelle osseuse et qui se transforment ensuite en macrophages. « On pensait autrefois que ce remplacement s’effectuait pratiquement à raison de 1 pour 1, mais nos dernières recherches montrent que ce n’est pas le cas », explique Mme Mass.
L’infection paludique cause des dommages durables à la population de macrophages
Dans le cadre d’une étude menée conjointement avec le groupe de travail du Dr Lynette Beattie à l’Institut Peter Doherty pour l’infection et l’immunité de Melbourne, l’équipe de Mass a étudié l’impact à long terme de l’infection paludique sur les macrophages résidents de la rate. « La rate abrite une importante population de macrophages qui phagocytent les globules rouges morts, recyclant ainsi le fer. Ils possèdent un récepteur appelé CD163, d’où leur nom de « macrophages CD163 », explique Mass, qui est également porte-parole du domaine de recherche transdisciplinaire « Vie et santé » de l’université de Bonn et membre de son pôle d’excellence ImmunoSensation3.
En menant des expériences sur des souris génétiquement modifiées, les chercheurs ont pu montrer que la présence des parasites du paludisme, qui vivent dans les globules rouges et provoquent leur lyse, entraîne une perte durable des macrophages CD163 pendant le « stade sanguin » de l’infection, c’est-à-dire la phase au cours de laquelle surviennent les crises de fièvre caractéristiques. Même plusieurs mois après la disparition de l’infection, la population de CD163 ne s’était pas reconstituée. « Leur place est prise par de nouvelles cellules issues de la moelle osseuse, bien que celles-ci n’atteignent pas le même degré de spécialisation que les cellules d’origine », explique Mass. Cela pose problème car, outre leur rôle de phagocytes, les macrophages CD163 contrôlent également certains aspects de la réponse immunitaire. Plus précisément, ils utilisent une molécule de signalisation pour communiquer avec les macrophages de la zone marginale (une composante structurelle importante de la rate). « Cette structure contribue à garantir que les cellules immunitaires de la rate puissent recevoir les signaux dont elles ont besoin pour lutter contre les bactéries et les virus, et nous avons découvert que cette structure ainsi que le réseau de communication associé sont durablement endommagés par le paludisme », a déclaré le Dr Beattie, co-responsable de l’étude.
Une série d’expériences de suivi a confirmé que la suppression de cette molécule de signalisation suffit à réduire la population de macrophages dans la zone marginale. Si les macrophages CD163 viennent à manquer, l’infection paludique s’aggrave : davantage de parasites responsables du paludisme sont libérés dans la circulation sanguine et l’anémie se prolonge. De plus, comme ces lésions ne sont pas seulement temporaires, le pronostic en cas de réinfections est également nettement plus défavorable.
Ces résultats peuvent s’appliquer à l’être humain
Étant donné que les macrophages CD163 sont également présents dans notre propre rate, les chercheurs estiment que le paludisme entraîne également une modification permanente de l’architecture des macrophages humains. « Nos résultats indiquent qu’un seul épisode de paludisme peut laisser une empreinte durable sur la mémoire immunologique, la filtration des particules et le métabolisme du fer au niveau de la rate », révèle Mass. « Cela pourrait avoir une incidence sur l’efficacité des vaccins, en particulier dans les régions du monde où les infections paludiques sont récurrentes. »
Cette étude contribue également grandement à améliorer notre compréhension de la formation, du fonctionnement et des interactions entre les macrophages résidents et ceux qui sont recrutés. Dans l’idéal, cela pourrait accélérer le développement de médicaments et de traitements non seulement contre le paludisme, mais aussi contre d’autres maladies.
Institutions participantes et financement obtenu
Outre l’université de Bonn et l’Institut Doherty de Melbourne, l’étude a également impliqué l’université de Nouvelle-Galles du Sud (Sydney, Australie), l’Institut Gulbenkian de médecine moléculaire (Lisbonne, Portugal), le Campus Gustave Roussy (Villejuif, France), l’Institut d’immunologie de Shanghai (Shanghai, Chine), le Réseau d’immunologie de Singapour et l’Institut d’immunologie translationnelle (tous deux situés à Singapour). Le projet a été financé par la Fondation Boehringer Ingelheim, le pôle d’excellence ImmunoSensation3 de l’université de Bonn, le groupe de formation à la recherche IRTG 2168 et un fonds mondial de TRA Life and Health.
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À propos de l’Institut Peter Doherty pour les infections et l’immunité
Trouver des solutions pour prévenir, traiter et guérir les maladies infectieuses, et comprendre les complexités du système immunitaire, nécessite des approches innovantes et des efforts concertés. C’est pourquoi l’Université de Melbourne – leader mondial en matière d’excellence dans l’éducation, l’enseignement et la recherche – et le Royal Melbourne Hospital – une institution de renommée internationale offrant des soins, des traitements et une recherche médicale d’exception – se sont associés pour créer l’Institut Peter Doherty pour les infections et l’immunité (Doherty Institute) ; un centre d’excellence où des scientifiques et des cliniciens de premier plan collaborent pour améliorer la santé humaine à l’échelle mondiale. doherty.edu.au
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