Si vous avez déjà eu du mal à respirer, vous avez eu un moment d’hypoxie – un manque d’oxygène. L’hypoxie peut avoir des effets à long terme. En fait, les médecins décrivent l’hypoxie comme une “insulte initiale”.
L’hypoxie est un déclencheur connu du développement et de l’aggravation d’affections pulmonaires telles que l’asthme sévère, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et la fibrose. Pour traiter et prévenir ces maladies, les chercheurs doivent comprendre pourquoi un manque d’oxygène affecterait le système immunitaire.
De nouvelles recherches menées par des scientifiques de l’Institut La Jolla d’immunologie (LJI) montrent que l’hypoxie peut activer le même groupe de cellules immunitaires qui provoquent une inflammation lors des crises d’asthme. En tant que personne à bout de souffle, ces cellules inondent les voies respiratoires de molécules qui endommagent les poumons.
“Nous montrons comment le manque d’oxygène peut faire partie d’une boucle de rétroaction qui peut contribuer à une inflammation encore pire”, déclare le professeur LJI et directeur scientifique Mitchell Kronenberg, Ph.D., membre du Centre LJI pour l’auto-immunité et l’inflammation. “Ce travail nous donne un aperçu des causes de la fibrose pulmonaire et de l’asthme sévère.”
Kronenberg et ses collègues ont travaillé avec un modèle de souris génétiquement modifié pour imiter les signaux d’hypoxie dans les cellules épithéliales des voies respiratoires, qui bordent les voies vers les poumons. Ils ont découvert que la combinaison des signaux d’hypoxie avec des signaux inflammatoires stimulait l’immunité “innée” ou à réponse rapide, et un type de cellule immunitaire appelé ILC2.
Le travail d’un ILC2 consiste à fabriquer des molécules de signalisation (appelées cytokines) qui alertent rapidement d’autres cellules immunitaires pour qu’elles réagissent à un agent pathogène. Malheureusement, les ILC2 réagissent parfois de manière excessive et répondent aux allergènes environnementaux inoffensifs. Dans ces cas, les ILC2 produisent des cytokines qui entraînent la production de mucus et l’inflammation dans les poumons. Tout ce gonflement et ce mucus conduisent à l’hypoxie.
Comme ils le rapportent dans Journal de médecine expérimentaleles ILC2 répondent également à l’hypoxie, ajoutant aux dommages pulmonaires déjà causés lors d’une crise d’asthme.
“Cette hypoxie peut alors contribuer davantage à l’inflammation”, explique Kronenberg.
L’étape suivante consistait à déterminer exactement comment les cellules épithéliales activent ILC2 pendant l’hypoxie. La boursière postdoctorale LJI Jihye Han, Ph.D., a dirigé les travaux pour découvrir un coupable inattendu : l’adrénomédulline (ADM). L’ADM est connue pour son rôle dans la dilatation des vaisseaux sanguins, mais jusqu’à présent, elle n’avait aucun rôle connu dans la fonction immunitaire.
Kronenberg a été surpris de voir ADM impliqué – mais pas choqué. “Nous constatons que de nombreuses molécules sans rôle connu auparavant dans le système immunitaire peuvent également être importantes pour la fonction immunitaire”, déclare Kronenberg. “Nous devons comprendre cela de manière plus générale.”
Les chercheurs ont montré que les cellules épithéliales pulmonaires humaines exposées à l’hypoxie produisaient également de l’ADM. Cela signifie que l’ADM ou son récepteur pourraient être des cibles pour le traitement des maladies pulmonaires inflammatoires et allergiques.
Le défi consiste à trouver un équilibre entre l’atténuation de la réponse immunitaire nocive sans laisser le corps vulnérable aux infections. Kronenberg souligne que la connexion cellule épithéliale-ADM-ILC2 protégeait les souris des infections par les ankylostomes, qui endommagent les poumons et l’intestin.
“L’ADM est une nouvelle cible pour les maladies pulmonaires et a également été impliquée dans la pneumonie bactérienne”, explique Kronenberg. “Mais le bloquer devrait être fait avec précaution.”
Les autres auteurs de l’étude, “Hypoxia 1 Induces Adrenomedullin from Lung Epithelia Stimulating ILC2 Inflammation and Immunity”, incluent le premier auteur Jihye Han, Qingqing Wan, Goo-Young Seo, Kenneth Kim, Sarah el Baghdady, Jee H Lee et Yun-Cai Liu.
Cette recherche a été soutenue par les National Institutes of Health (subventions R01AI123398 et U01 AI125955).
Source de l’histoire :
Matériel fourni par Institut La Jolla d’immunologie. Original écrit par Madeline McCurry-Schmidt. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.
