Les résultats, publié le 14 septembre dans Immunologie naturelle , indiquent que des éléments du système immunitaire affectent à la fois l'esprit et le corps, et que la molécule immunitaire IL-17 peut être un lien clé entre les deux.
Le cerveau et le corps ne sont pas aussi séparés qu'on le pense. Ce que nous avons découvert ici, c'est qu'une molécule immunitaire - l'IL-17 - est produite par des cellules immunitaires résidant dans des zones autour du cerveau, et cela pourrait affecter la fonction cérébrale par le biais d'interactions avec les neurones pour influencer les comportements anxieux chez la souris. Nous cherchons maintenant à savoir si trop ou trop peu d'IL-17 pourrait être lié à l'anxiété chez les gens."
Jonathan Kipnis, Doctorat, auteur principal, le professeur distingué Alan A. et Edith L. Wolff de pathologie et d'immunologie et professeur de neurochirurgie, de neurologie et de neurosciences
L'IL-17 est une cytokine, une molécule de signalisation qui orchestre la réponse immunitaire à l'infection en activant et en dirigeant les cellules immunitaires. L'IL-17 a également été liée à l'autisme dans les études animales et à la dépression chez les humains.
Comment une molécule immunitaire comme l'IL-17 pourrait influencer les troubles cérébraux, cependant, est quelque chose d'un mystère car il n'y a pas beaucoup de système immunitaire dans le cerveau et les quelques cellules immunitaires qui y résident ne produisent pas d'IL-17. Mais Kipnis, avec le premier auteur et chercheur postdoctoral Kalil Alves de Lima, Doctorat, réalisé que les tissus qui entourent le cerveau regorgent de cellules immunitaires, parmi eux, une petite population connue sous le nom de cellules gamma delta T qui produisent de l'IL-17. Ils ont cherché à déterminer si les cellules gamma-delta T près du cerveau ont un impact sur le comportement. Kipnis et Alves de Lima ont mené la recherche à la faculté de médecine de l'Université de Virginie; les deux sont maintenant à l'Université de Washington.
À l'aide de souris, ils ont découvert que les méninges sont riches en cellules T gamma-delta et que de telles cellules, sous des conditions normales, produire continuellement de l'IL-17, remplir les tissus entourant le cerveau avec de l'IL-17.
Pour déterminer si les lymphocytes T gamma-delta ou l'IL-17 affectent le comportement, Alves de Lima a soumis des souris à des tests de mémoire établis, comportement social, recherche de nourriture et anxiété. Les souris dépourvues de lymphocytes T gamma-delta ou d'IL-17 ne pouvaient pas être distinguées des souris ayant un système immunitaire normal sur toutes les mesures sauf l'anxiété. Dans la nature, les champs ouverts laissent les souris exposées aux prédateurs tels que les hiboux et les faucons, ils ont donc développé une peur des espaces ouverts.
Les chercheurs ont mené deux tests distincts qui consistaient à donner aux souris la possibilité d'entrer dans les zones exposées. Alors que les souris avec des quantités normales de lymphocytes T gamma-delta et des niveaux d'IL-17 se sont principalement maintenues sur les bords les plus protecteurs et les zones fermées pendant les tests, des souris sans lymphocytes T gamma-delta ni IL-17 se sont aventurées dans les zones ouvertes, un manque de vigilance que les chercheurs ont interprété comme une diminution de l'anxiété.
De plus, les scientifiques ont découvert que les neurones du cerveau ont des récepteurs à leur surface qui répondent à l'IL-17. Lorsque les scientifiques ont supprimé ces récepteurs afin que les neurones ne puissent pas détecter la présence d'IL-17, les souris ont montré moins de vigilance. Les chercheurs affirment que les résultats suggèrent que les changements de comportement ne sont pas un sous-produit mais une partie intégrante de la communication neuro-immune.
Bien que les chercheurs n'aient pas exposé les souris à des bactéries ou des virus pour étudier directement les effets de l'infection, ils ont injecté aux animaux du lipopolysaccharide, un produit bactérien qui provoque une forte réponse immunitaire. Les cellules T gamma-delta dans les tissus autour du cerveau des souris ont produit plus d'IL-17 en réponse à l'injection. Lorsque les animaux ont été traités avec des antibiotiques, cependant, la quantité d'IL-17 a été réduite, suggérant que les lymphocytes T gamma-delta pourraient détecter la présence de bactéries normales telles que celles qui composent le microbiome intestinal, ainsi que des espèces bactériennes envahissantes, et réagir de manière appropriée pour réguler le comportement.
Les chercheurs pensent que le lien entre le système immunitaire et le cerveau pourrait avoir évolué dans le cadre d'une stratégie de survie à plusieurs volets. Une vigilance et une vigilance accrues pourraient aider les rongeurs à survivre à une infection en décourageant les comportements qui augmentent le risque d'infection ou de prédation supplémentaire lorsqu'ils sont affaiblis, dit Alves de Lima.
"Le système immunitaire et le cerveau ont très probablement co-évolué, " Alves de Lima a déclaré. " Sélectionner des molécules spéciales pour nous protéger immunologiquement et comportementalement en même temps est un moyen intelligent de se protéger contre l'infection. C'est un bon exemple de la façon dont les cytokines, qui a essentiellement évolué pour lutter contre les agents pathogènes, agissent également sur le cerveau et modulent le comportement."
Les chercheurs étudient maintenant comment les cellules T gamma-delta des méninges détectent les signaux bactériens provenant d'autres parties du corps. Ils étudient également comment la signalisation de l'IL-17 dans les neurones se traduit par des changements de comportement.
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