Les canaux crâniens nouvellement découverts jouent un rôle dans l'immunité
Les chercheurs ont maintenant découvert des «minuscules canaux» qui permettent au cerveau blessé de communiquer avec la moelle osseuse au cours du processus d'inflammation. Ces «tunnels» sont essentiels pour assurer une réponse immunitaire rapide.
L'inflammation se produit comme une réponse immunitaire à des cas d'infection ou de blessure dans le corps.
La réponse immunitaire est soumise à un processus complexe de coordination qui implique un type de tissu spongieux appelé moelle osseuse.
La moelle osseuse peut être trouvée à l'intérieur d'un certain nombre d'os, y compris le crâne, les vertèbres de la colonne vertébrale et les os des jambes, comme le tibia.
Ce tissu produit à la fois des globules rouges et certains types de cellules immunitaires, qui sont toutes impliquées dans l'inflammation, réagissant aux blessures ou aux infections.
Maintenant, une étude menée par des chercheurs de la Harvard Medical School à Boston, MA, et en partie financée par les National Institutes of Health (NIH), a découvert comment le cerveau et la moelle osseuse se coordonnent pour assurer une réponse immunitaire rapide et ciblée.
La réponse, expliquent les spécialistes dans un article publié dans la revue Neuroscience de la nature, réside dans des canaux jusque-là inconnus qui permettent aux deux de communiquer.
«Nous avons toujours pensé que les cellules immunitaires de nos bras et de nos jambes voyageaient via le sang vers les tissus cérébraux endommagés. Ces résultats suggèrent que les cellules immunitaires pourraient plutôt prendre un raccourci pour arriver rapidement aux zones d’inflammation », explique Francesca Bosetti, directrice du programme à l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux du NIH.
«L'inflammation joue un rôle critique dans de nombreux troubles cérébraux et il est possible que les canaux nouvellement décrits soient importants dans un certain nombre de conditions. La découverte de ces canaux ouvre de nombreuses nouvelles voies de recherche. »
Francesca Bosetti
Le cerveau blessé recrute l'aide du crâne
Les chercheurs ont d'abord mené leur étude sur un modèle de souris, et une fois qu'ils ont su quoi rechercher, ils ont également pu reproduire leurs découvertes chez l'homme.
À l'aide de techniques d'imagerie optique avancées, ils ont suivi les mouvements des neutrophiles, un type de cellule immunitaire généralement à migrer d'abord vers des endroits du corps qui ont subi une blessure.
Plus précisément, les chercheurs ont pu déterminer si les neutrophiles qui ont atteint le tissu cérébral endommagé à la suite d'un accident vasculaire cérébral ou d'une méningite étaient libérés de la moelle osseuse trouvée dans le crâne ou de la moelle osseuse trouvée dans le tibia.
En examinant le cerveau de souris, les scientifiques ont constaté que lors d'un accident vasculaire cérébral, le tissu cérébral blessé reçoit les neutrophiles du crâne, plutôt que du tibia, dans la plupart des cas.
Lors d'une crise cardiaque, cependant, les chercheurs ont révélé que le cœur est susceptible de recevoir un nombre similaire de neutrophiles du crâne et de la moelle tibiale, étant donné que le cœur est situé plus loin de ces deux structures osseuses.
En outre, ils ont noté que 6 heures après un accident vasculaire cérébral, il y a moins de neutrophiles dans la moelle du crâne que dans celle du tibia.
Ce que cela suggère, c'est que le tissu cérébral blessé et la moelle trouvée dans le crâne ont un moyen direct de «communication», ce qui permet une réponse immunitaire rapide et ciblée de la part du «répondant» le plus proche.
Une découverte «inattendue»
Comment tout cela se passe-t-il? Le premier indice sur les mécanismes impliqués provient d'une protéine de la moelle osseuse connue sous le nom de facteur 1 dérivé des cellules stromales (SDF-1), dont le rôle est de réguler le stockage des cellules immunitaires dans la moelle osseuse et leur libération.
Lorsque les niveaux de SDF-1 chutent, la moelle osseuse libère des neutrophiles, afin qu'ils puissent soigner les tissus lésés.
L'équipe a noté que les niveaux de SDF-1 diminuent 6 heures après un accident vasculaire cérébral uniquement dans la moelle trouvée dans les os du crâne, ce qui indique que la moelle osseuse trouvée dans le crâne est en communication directe avec le cerveau, qui «l'alerte» des dommages, «Recruter» la source d’aide la plus proche.
«Nous avons [alors] commencé à examiner le crâne très attentivement, en le regardant sous tous les angles, en essayant de comprendre comment les neutrophiles atteignent le cerveau», explique le co-auteur de l'étude, le Dr Matthias Nahrendorf.
«De manière inattendue, nous avons découvert de minuscules canaux qui reliaient la moelle directement à la paroi externe du cerveau», ajoute-t-il.
Le Dr Nahrendorf et son équipe ont identifié ces «minuscules canaux» de communication non seulement dans tout le crâne, mais aussi dans le tibia.
Suite à ces découvertes chez la souris, les chercheurs ont ensuite recherché les mêmes structures chez l'homme et les ont trouvées; les canaux qu'ils ont observés dans les crânes humains étaient cinq fois plus grands que ceux observés chez les souris, rapportent-ils.
De plus, chez la souris comme chez l'homme, les canaux apparaissent à la fois dans les couches internes et externes du crâne.
À l'avenir, les scientifiques sont impatients de voir quels autres types de cellules peuvent se déplacer à travers ces canaux nouvellement découverts et de découvrir plus d'informations sur la manière dont ces minuscules passages interviennent dans la réponse immunitaire.
