Dans une étude récente publiée dans la revue Natureles chercheurs ont clarifié comment l’axe corps-cerveau, via des circuits neuronaux spécifiques, détecte et régule les réponses inflammatoires, offrant ainsi de nouvelles approches pour traiter les troubles immunitaires.
Étude: Un circuit corps-cerveau qui régule les réponses inflammatoires du corps. Crédit d’image : Kampan/Shutterstock
Arrière-plan
Le maintien d’une réponse immunitaire équilibrée est vital pour la santé et la survie d’un organisme. Une activité pro-inflammatoire excessive peut entraîner une dérégulation immunitaire et un éventail de maladies auto-immunes et inflammatoires. Comprendre la modulation immunitaire peut améliorer les stratégies de traitement des troubles immunitaires. Bien que l’immunité innée et adaptative soit bien étudiée, le rôle régulateur du cerveau reste flou. La recherche montre que les infections activent les circuits neuronaux affectant la fièvre et l’appétit, et que la stimulation du nerf vagal peut offrir des bienfaits anti-inflammatoires. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre pleinement les mécanismes par lesquels l’axe corps-cerveau influence les réponses immunitaires, ouvrant potentiellement la voie à de nouvelles approches thérapeutiques pour gérer un large éventail de troubles liés au système immunitaire.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, toutes les procédures expérimentales impliquant des animaux étaient conformes aux directives des National Institutes of Health des États-Unis. L’étude a utilisé diverses souches de souris mâles et femelles, âgées d’au moins 7 semaines, obtenues auprès du laboratoire Jackson et d’autres sources. Les procédures clés comprenaient des injections intrapéritonéales de divers agents comme le lipopolysaccharide (LPS) et des cytokines, suivies d’une analyse détaillée des tissus cérébraux par coloration et histologie pour observer les réponses inflammatoires.
Pour évaluer les réponses cérébrales, les souris ont subi des chirurgies stéréotaxiques au cours desquelles elles ont été anesthésiées et placées sur un cadre stéréotaxique pour des injections précises dans des zones spécifiques du cerveau. Les interventions chirurgicales impliquaient à la fois des techniques chimiogénétiques pour activer ou inhiber les neurones et la photométrie des fibres pour enregistrer l’activité neuronale en réponse à des stimuli inflammatoires. Des techniques telles que le monocellulaire Acide ribonucléique Le séquençage (ARN) a été utilisé pour disséquer les subtilités moléculaires de la communication neuro-immunitaire, en approfondissant davantage l’interaction entre le cerveau et les réponses immunitaires périphériques.
Résultats de l’étude
Dans les expériences, des souris ont été exposées au LPS, un composant de la membrane externe des bactéries à Gram négatif connu pour déclencher des réponses immunitaires. Lors de l’injection intrapéritonéale de LPS, des changements significatifs dans les cytokines pro-inflammatoires et anti-inflammatoires ont été détectés dans le sang des souris, avec un pic deux heures après l’injection. Les analyses cérébrales pour le gène précoce immédiat Fos, indicatif de l’activité neuronale, ont révélé une activation principalement dans la zone Postrema (AP) et le noyau caudal du tractus solitaire (cNST) dans le tronc cérébral, ce dernier étant un relais critique dans le corps-cerveau. axe de communication.
Des recherches plus approfondies ont montré que l’effet du LPS sur les neurones cNST dépendait de son action sur les cellules immunitaires plutôt que de son influence directe, car les souris knock-out de la réponse primaire de différenciation myéloïde 88 (Myd88) qui manquaient d’un composant clé de la voie du récepteur LPS ne présentaient aucune activation des neurones cNST. Cela indique une signalisation précise du système immunitaire au cerveau plutôt qu’une réponse inflammatoire généralisée.
Pour mieux comprendre cette signalisation, l’étude a utilisé des techniques telles que la photométrie par fibre pour observer l’activité neuronale en temps réel dans le cNST après l’application périphérique du LPS. Lorsque le nerf vague, la principale voie par laquelle les signaux périphériques atteignent le cerveau, a été coupé, l’activité neuronale induite par le LPS a cessé, mettant en évidence le rôle essentiel du nerf dans la transmission des signaux immunitaires au cerveau.
En explorant plus loin, l’étude a utilisé une approche génétique pour faire taire les neurones du cNST qui répondaient au LPS. Cette réduction au silence a considérablement modifié la réponse immunitaire de l’organisme, provoquant une augmentation incontrôlée des signaux pro-inflammatoires et une baisse significative des signaux anti-inflammatoires. À l’inverse, l’activation artificielle de ces neurones a supprimé la réponse inflammatoire et a renforcé les signaux anti-inflammatoires, confirmant ainsi la capacité du cNST à moduler l’inflammation périphérique.
Le séquençage de l’ARN unicellulaire a révélé que les neurones activés par le LPS appartenaient principalement à des groupes glutamatergiques spécifiques et à un GABAergique. à savoir les neurones ou récepteurs qui utilisent l’acide gamma-aminobutyrique (GABA) comme neurotransmetteur se regroupent au sein du cNST, indiquant une voie neuronale sélective impliquée dans le traitement de ces signaux immunitaires. L’activation de ces neurones a supprimé l’inflammation induite par le LPS, confirmant ainsi leur rôle régulateur.
De plus, l’imagerie calcique in vivo a montré que les cytokines déclenchaient des populations distinctes de neurones sensoriels dans les ganglions noueux, une partie du système sensoriel vagal, suggérant un mécanisme sophistiqué dans lequel des neurones sensoriels spécifiques détectent et transmettent les statuts immunitaires périphériques au cerveau.
Conclusions
Pour résumer, le cerveau module les réponses immunitaires innées, un rôle mis en évidence par les recherches sur l’implication du nerf vague dans la régulation de l’inflammation. Il y a plus de vingt ans, les travaux de Kevin Tracey ont montré que la stimulation du nerf vagal pouvait réduire le choc inflammatoire en réduisant les niveaux de facteur de nécrose tumorale (TNF). Des progrès récents révèlent que les cytokines activent un axe vagal-cerveau, identifiant des voies neuronales spécifiques qui modulent les réponses pro-inflammatoires et anti-inflammatoires. Des neurones vagaux spécifiques répondent à des signaux inflammatoires distincts, maintenant ainsi l’équilibre homéostatique. La perturbation de ce circuit conduit à une inflammation incontrôlée, tandis que son activation favorise les états anti-inflammatoires, offrant un potentiel thérapeutique pour divers troubles immunitaires.
2024-05-07 06:18:00
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