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Médecine Alternative

Défense antivirale de l'intestin

Le rôle du microbiome intestinal dans la maladie et la santé est bien établi. Pourtant, la façon dont les bactéries résidant dans nos intestins nous protègent des infections virales n'est pas bien comprise.

Maintenant, pour la première fois, les chercheurs de la Harvard Medical School ont décrit comment cela se produit chez la souris et ont identifié la population spécifique de microbes intestinaux qui module la réponse immunitaire localisée et systémique pour éloigner les envahisseurs viraux.

Le travail, publié le 18 novembre dans Cell, identifie un groupe de microbes intestinaux et une espèce spécifique en son sein, qui amène les cellules immunitaires à libérer des produits chimiques repoussant les virus appelés interférons de type 1. Les chercheurs ont en outre identifié la molécule précise – partagée par de nombreuses bactéries intestinales au sein de ce groupe – qui déverrouille la cascade de protection immunitaire. Cette molécule, ont noté les chercheurs, n'est pas difficile à isoler et pourrait devenir la base de médicaments qui renforcent l'immunité antivirale chez l'homme.

L'équipe prévient que les résultats doivent encore être confirmés dans d'autres études animales, puis répliqués chez l'homme, mais les résultats indiquent une nouvelle stratégie qui pourrait aider à renforcer l'immunité antivirale chez les humains.

«Compte tenu du rôle essentiel que jouent les interférons dans la maladie et la santé, notre identification d'une molécule bactérienne qui peut induire une signalisation protectrice de l'interféron indique une nouvelle approche prometteuse pour développer un composé thérapeutique qui pourrait renforcer l'immunité antivirale afin de réduire le risque d'infections virales,» a déclaré l'auteur principal de l'étude Dennis Kasper, professeur d'immunologie à l'Institut Blavatnik de la Harvard Medical School.

Le corps humain, comme celui des autres mammifères, est colonisé par des milliards de microbes – bactéries, virus, champignons – collectivement appelés microbiote commensal. Les estimations actuelles suggèrent qu'il y a à peu près autant de cellules bactériennes que de cellules humaines dans le corps humain et environ cent fois plus de gènes bactériens que de gènes humains, dont la grande majorité réside dans le tractus gastro-intestinal inférieur.

Une signalisation d'interféron de bas niveau qui offre une protection antivirale en l'absence d'infection active est présente chez tous les humains peu de temps après la naissance, mais où et comment cette signalisation se produit n'est pas claire. Ce travail fournit une explication de ce phénomène, démontrant que cette réponse protectrice provient de cellules immunitaires qui résident dans les parois du côlon. Ces cellules, montrent les travaux, libèrent des interférons protecteurs lorsqu'elles sont stimulées par une molécule de surface résidant sur la membrane d'une bactérie intestinale spécifique.

Dans une série d'expériences menées sur des cellules et des animaux, les chercheurs ont découvert que l'un de ces microbes, Bacteroides fragilis, présent dans la majorité des intestins humains, initie une cascade de signalisation qui induit les cellules immunitaires du côlon à libérer une protéine appelée interféron-bêta, un produit chimique immunitaire important qui confère une protection antivirale de deux manières: il incite les cellules infectées par le virus à se détruit et stimule également d'autres classes de cellules immunitaires pour attaquer le virus.

Plus précisément, les expériences ont démontré qu’une molécule qui réside à la surface de la bactérie déclenche la libération d’interféron-bêta en activant la voie de signalisation dite TLR4-TRIF. Cette molécule bactérienne stimule une voie de signalisation immunitaire initiée par l'un des neuf récepteurs toll-like (TLR) qui font partie du système immunitaire inné. La voie est activée lorsque les protéines à la surface des cellules immunitaires reconnaissent certains modèles moléculaires révélateurs à la surface de divers organismes infectieux et mobilisent les défenses immunitaires contre ces envahisseurs par l'une des neuf voies de récepteur de type péage.

Des expériences menées par l’équipe de Kasper ont montré que B. fragilis déverrouille l’une de ces voies de signalisation lorsque sa molécule de surface communique avec les cellules immunitaires du côlon via leurs récepteurs TLR-4 TRIF pour sécréter l’interféron-bêta repoussant les virus.

Parce que la molécule de surface spécifique qui déverrouille cette cascade n'est pas unique à B. fragilis et est également présente sur plusieurs autres bactéries intestinales de la même famille, les chercheurs ont testé si une signalisation immunitaire similaire pouvait être déclenchée par d'autres espèces bactériennes portant cette molécule. Un sous-ensemble d'expériences dans un groupe de souris a démontré que les membranes contenant cette molécule trouvée dans plusieurs autres espèces de la famille bactérienne Bacteroides pouvaient initier avec succès une signalisation similaire – une découverte qui suggère une signalisation immuno-protectrice plus large commune à un large éventail de bactéries intestinales.

Pour déterminer si B. fragilis pouvait protéger les animaux contre l'infection, les chercheurs ont testé deux groupes de souris, l'un traité avec des antibiotiques pour épuiser leur microbiote intestinal et l'autre avec un microbiote intestinal intact. Ensuite, les chercheurs ont exposé les animaux traités et non traités au virus de la stomatite vésiculaire (VSV), un organisme qui infecte presque tous les mammifères mais conduit à des infections largement asymptomatiques chez l'homme. Par rapport aux souris qui n'ont pas reçu d'antibiotiques et dont le microbiote intestinal était intact, les animaux traités aux antibiotiques avec un microbiote intestinal appauvri étaient plus susceptibles de développer des infections actives après une exposition au virus et d'avoir une maladie pire lorsqu'ils étaient infectés. Les résultats ont démontré le rôle des microbes intestinaux dans l'induction de la signalisation protectrice de l'interféron-bêta et dans le renforcement de la résistance naturelle à l'infection virale. Fait intéressant, il n'y avait aucune différence entre les souris dépourvues de récepteurs pour l'interféron-bêta, que leur microbiote intestinal soit épuisé ou non. Les observations ont confirmé que c'est précisément par la signalisation de l'interféron-bêta que le microbiote commensal exerce ses effets protecteurs.

Enfin, pour déterminer si la molécule de surface de B.fragilis qui déclenche la signalisation de l'interféron dans les cellules pourrait également moduler la réponse des animaux à l'infection virale, les chercheurs ont donné aux animaux dont le microbiote était appauvri une forme purifiée de la molécule dans leur eau de boisson. Lorsque, quelques jours plus tard, les animaux ont été exposés au VSV, ceux prétraités avec la molécule avaient des infections nettement plus bénignes et une survie identique aux souris avec un microbiote intestinal intact et des défenses immunitaires intactes.

Les résultats ont démontré que la supplémentation avec cette molécule microbienne commensale est suffisante pour restaurer les effets protecteurs de l'ensemble du microbiote chez les animaux présentant un microbiote intestinal appauvri.

Sources:
École de médecine de Harvard
Article de revue

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