Comme un quartier général très fortifié, notre cerveau bénéficie d'une protection particulière contre ce qui circule dans le reste de notre corps à travers la barrière hémato-encéphalique. Cette frontière hautement sélective garantit que le passage du sang au cerveau est étroitement régulé.
La barrière hémato-encéphalique sépare également le cerveau du système immunitaire de notre corps, c'est pourquoi il a ses propres cellules immunitaires résidentes, appelé microglie, qui déclenchent l'inflammation et la réparation des tissus. La microglie arrive dans le cerveau au cours du développement embryonnaire, et plus tard, la population se renouvelle.
Encore, les globules blancs - qui font partie de notre système immunitaire - se sont avérés jouer un rôle dans différentes maladies du cerveau, dont la sclérose en plaques, Maladie d'Alzheimer et de Parkinson ou accident vasculaire cérébral. Que les globules blancs soient également présents dans des cerveaux sains, et ce qu'ils pourraient faire là-bas, a fait l'objet d'un débat intense. Une équipe interdisciplinaire de scientifiques dirigée par le professeur Adrian Liston (VIB-KU Leuven, Babraham Institute) a entrepris de trouver les réponses.
Une idée fausse sur les globules blancs vient de leur nom. « Ces « cellules immunitaires » ne sont pas seulement présentes dans le sang. Elles circulent constamment dans notre corps et pénètrent dans tous nos organes, y compris - comme il s'avère - le cerveau. Nous commençons tout juste à découvrir ce que font les globules blancs lorsqu'ils quittent le sang. Cette recherche indique qu'ils agissent comme un intermédiaire, transférer des informations du reste du corps vers l'environnement cérébral."
Dr Oliver Burton, Institut Babraham
L'équipe a quantifié et caractérisé une population petite mais distincte de cellules T auxiliaires résidentes du cerveau présentes dans les tissus cérébraux de souris et humains. Les lymphocytes T sont un type spécifique de globules blancs spécialisés pour analyser les surfaces cellulaires à la recherche de signes d'infection et déclencher une réponse immunitaire appropriée. Les nouvelles technologies ont permis aux chercheurs d'étudier les cellules en détail, y compris les processus par lesquels les cellules T circulantes ont pénétré dans le cerveau et ont commencé à développer les caractéristiques des cellules T résidant dans le cerveau.
Dr Carlos Roca (Institut Babraham) :« La science devient de plus en plus multidisciplinaire. Ici, nous n'avons pas seulement apporté une expertise de l'immunologie, neurosciences et microbiologie, mais aussi de l'informatique et des mathématiques appliquées. De nouvelles approches pour l'analyse des données nous permettent d'atteindre un niveau de compréhension beaucoup plus profond de la biologie des globules blancs que nous avons trouvés dans le cerveau."
Lorsque les cellules T auxiliaires sont absentes du cerveau, les scientifiques ont découvert que les cellules immunitaires résidentes - la microglie - dans le cerveau de la souris restaient suspendues entre un état de développement fœtal et adulte. Observationnellement, des souris dépourvues de cellules T cérébrales ont montré de multiples changements dans leur comportement. L'analyse met en évidence un rôle important des cellules T résidant dans le cerveau dans le développement du cerveau. Si les cellules T participent au développement normal du cerveau chez la souris, pourrait-il en être de même chez l'homme ?
"Chez la souris, la vague d'entrée des cellules immunitaires à la naissance déclenche un changement dans le développement du cerveau, " dit Liston. " Cependant, les humains ont une gestation beaucoup plus longue que les souris, et nous ne connaissons pas le moment de l'entrée des cellules immunitaires dans le cerveau. Est-ce que cela se produit avant la naissance? Est-ce retardé jusqu'après la naissance? Un changement dans le moment de l'entrée a-t-il contribué à l'évolution de la capacité cognitive améliorée chez les humains ? »
Les résultats ouvrent une toute nouvelle gamme de questions sur la façon dont le cerveau et notre système immunitaire interagissent. « Cela a été vraiment excitant de travailler sur ce projet. Nous en apprenons tellement sur la façon dont notre système immunitaire peut altérer notre cerveau, et comment notre cerveau modifie notre système immunitaire. Les deux sont beaucoup plus interconnectés qu'on ne le pensait auparavant, " déclare le Dr Emanuela Pasciuto (VIB-KU Leuven).
L'étude apporte également un lien avec le microbiome intestinal, dit Liston :« Il existe maintenant de multiples liens entre les bactéries de notre intestin et différentes affections neurologiques, mais sans aucune explication convaincante de ce qui les relie. Nous montrons que les globules blancs sont modifiés par les bactéries intestinales, et ensuite emporter cette information avec eux dans le cerveau. Cela pourrait être la voie par laquelle notre microbiome intestinal influence le cerveau."
Pris ensemble, les résultats contribuent à la reconnaissance croissante du rôle des cellules immunitaires dans le cerveau et jettent un nouvel éclairage sur son implication dans une série de maladies neurologiques.
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