Un nouveau étude de la Harvard Medical School a montré que les neurones de la douleur chez la souris peuvent protéger l’intestin des dommages en stimulant les cellules voisines pour produire du mucus protecteur. La recherche est publiée dans Cellule.
La connexion intestin-cerveau
La douleur est une sonnette d’alarme qui nous protège et nous apprend à éviter les situations qui pourraient nous blesser. Mais la douleur elle-même pourrait-elle activer des processus biologiques dans notre corps pour nous protéger ?
L’un de nos mécanismes de protection les plus importants est la barrière intestinale. Il est composé de jonctions serrées reliant les cellules ensemble et d’une couche de mucus sécrétée par les cellules caliciformes et constitue la première ligne de défense pour empêcher le contenu de l’intestin d’atteindre le tissu sous-jacent. Les défauts de production de mucus peuvent altérer la barrière intestinale et même conduire à des maladies inflammatoires de l’intestin comme inflammation.
Nous savons que l’intestin et le cerveau communiquent bien entre eux – les scientifiques ont appelé cela le “axe intestin-cerveau”. Les neurones sensibles à la douleur appelés nocicepteurs transmettent des signaux au cerveau et à la moelle épinière pour nous dire quand ils détectent des stimuli nocifs – par exemple, lorsque nous mangeons de la capsaïcine (le composé épicé des piments) ou que nous subissons un étirement mécanique.
Cependant, les mécanismes de signalisation entre les neurones sensoriels et les autres cellules de l’intestin ne sont pas aussi bien compris. Nous savons que les nocicepteurs signalent aux cellules immunitaires ou vasculaires voisines en libérant le peptide lié au gène de la calcitonine (CGRP), qui se lie à un récepteur composé de protéines appelées Ramp1 et Calcrl. Pour déterminer si ces neurones sensibles à la douleur pouvaient activer des processus de protection et agir non seulement comme une sonnette d’alarme, les chercheurs de la présente étude ont examiné si les nocicepteurs pouvaient dialoguer avec d’autres cellules de l’intestin pour protéger la barrière intestinale.
Les propriétés protectrices de la douleur
Les chercheurs ont montré que les nocicepteurs et les cellules caliciformes productrices de mucus se trouvent à proximité dans le côlon, ce qui leur permet d’interagir les uns avec les autres.
Cellules caliciformes et neurones sensibles à la douleur à proximité dans l’intestin.
Le crédit: Laboratoire Chiu / École de médecine de Harvard
Les souris génétiquement modifiées pour ne pas avoir de nocicepteurs produisaient moins de mucus et présentaient un déséquilibre dans leurs bactéries intestinales appelée dysbiose. Ces souris étaient également plus sensibles à la colite, une maladie intestinale inflammatoire.
Pour étudier comment les nocicepteurs influencent la production de mucus, les chercheurs ont examiné les gènes exprimés par les cellules caliciformes productrices de mucus et ont découvert qu’ils exprimaient des niveaux élevés de gènes codant pour les protéines Ramp1 et Calcrl. Par conséquent, lorsque les nocicepteurs ressentent la douleur, le CGRP produit en réponse peut se lier aux cellules caliciformes voisines, les obligeant à augmenter rapidement leur production de mucus. Cela maintient la barrière intestinale et maintient les microbes dans l’intestin en bonne santé.
Des expériences ont également montré que les microbes qui composent l’intestin microbiome activé la libération de CGRP par les nocicepteurs dans des conditions normales, montrant que ces signaux sont essentiels pour maintenir un niveau de base de production de mucus et de protection de la barrière intestinale.
“[We used] différentes approches génétiques moléculaires pour cibler les fibres de la douleur et leur signalisation aux cellules caliciformes pour voir comment elles régulent la production de mucus chez la souris. Nous avons constaté que si nous activons chimiquement les neurones à l’aide d’approches chimiogénétiques, il y a une augmentation rapide et immédiate du mucus. À l’inverse, si nous enlevons les fibres douloureuses de l’intestin, il y a une diminution de la quantité de mucus », a résumé Dr A.S. Isaac Chiuprofesseur agrégé d’immunobiologie à la Harvard Medical School et auteur principal de l’étude.
Le CGRP est l’acteur clé de ce mécanisme de protection. Lorsque les chercheurs ont complété des souris dépourvues de nocicepteurs avec du CGRP, elles ont produit beaucoup plus de mucus qu’auparavant, ce qui les a également protégées contre la colite.
Ensemble, cela montre que le système nerveux nous protège non seulement en nous faisant ressentir des sensations désagréables pour modifier notre comportement, mais initie également des mécanismes de protection pour protéger directement notre intestin contre l’inflammation.
Discutant des implications des résultats de l’étude, Chiu a expliqué : « Il y a actuellement de nombreuses personnes qui prennent des traitements qui bloquent le CGRP ou sa signalisation à RAMP1 pour la prévention de la migraine. Il est déjà connu que cela peut entraîner la constipation chez les personnes. Je crains que cela puisse également entraîner des modifications du microbiome intestinal et un risque accru de maladie inflammatoire de l’intestin.
Il poursuit: «Certaines prochaines étapes importantes consistent à définir si le même axe neurone-cellule caliciforme est pertinent dans d’autres tissus recouverts de mucus comme les poumons et à définir comment les neurones de la douleur changent dans l’intestin dans différentes maladies telles que la maladie inflammatoire de l’intestin, le syndrome du côlon irritable. , la maladie cœliaque et les allergies alimentaires.
Le Dr Isaac Chiu parlait à Sarah Whelan, rédactrice scientifique pour les réseaux technologiques.
Référence: Yang D, Jacobson A, Meerschaert KA, et al. Les neurones nocicepteurs dirigent les cellules caliciformes via un axe CGRP-RAMP1 pour piloter la production de mucus et la protection de la barrière intestinale. Cellule. 2022. faire :10.1016/j.cell.2022.09.024
