Découverte de canaux secrets entre le crâne et le cerveau
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Une étude suggère que des cellules immunitaires voyagent via des canaux spécifiques, pour atteindre rapidement des tissus endommagés.
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La moelle osseuse, le tissu spongieux présent dans la plupart de nos os, produit des globules rouges ainsi que des cellules immunitaires qui aident à combattre les infections et à guérir les blessures. Selon une nouvelle étude réalisée sur des souris et des humains, de minuscules tunnels relient la moelle osseuse du crâne à la muqueuse du cerveau et peuvent fournir une voie directe aux cellules immunitaires qui réagissent aux blessures causées par un accident vasculaire cérébral et d’autres troubles cérébraux. L’étude est publiée dans Nature Neuroscience.1
Sommaire
Un raccourci pour atteindre rapidement une zone endommagée
Nous avons toujours pensé que les cellules immunitaires de nos bras et de nos jambes voyageaient vers le tissu cérébral endommagé. Ces résultats suggèrent que les cellules immunitaires peuvent prendre rapidement un raccourci pour atteindre les zones inflammatoires selon Francesca Bosetti, Ph.D. directrice de programme à l’Institut national des troubles neurologiques et des accidents vasculaires cérébraux (NINDS) du NIH, qui a financé l’étude. L’inflammation joue un rôle crucial dans de nombreux troubles cérébraux et il est possible que les canaux nouvellement décrits soient importants dans un certain nombre de troubles. La découverte de ces canaux ouvre de nombreuses nouvelles pistes de recherche.
Des canauxn nouvellement découverts dans le crâne, peuvent constituer un raccourci pour les cellules immunitaires allant dans les tissus endommagés – Crédit : Nahrendorf Lab
Matthias Nahrendorf, MD, Ph.D., professeur à la faculté de médecine de Harvard et au Massachusetts General Hospital de Boston, et ses collègues ont pu déterminer si les cellules immunitaires, se déplaçant dans du tissu cérébral endommagé par un accident vasculaire cérébral ou une méningite, provenaient de la moelle osseuse du crâne ou du tibia. Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur les neutrophiles, un type particulier de cellule immunitaire, qui sont parmi les premiers à arriver sur un site de blessure.
Le fonctionnement des neutrophiles
Les résultats dans les cerveaux de souris ont montré que, pendant un accident vasculaire cérébral, le crâne est plus susceptible de fournir des neutrophiles au tissu lésé que le tibia. En revanche, à la suite d’une crise cardiaque, le crâne et le tibia ont fourni un nombre similaire de neutrophiles au c?ur, ce qui est loin de ces deux zones.
Le groupe du Dr Nahrendorf a également observé que six heures après un AVC, il y avait moins de neutrophiles dans la moelle osseuse du crâne que dans la moelle tibiale, ce qui suggère que la moelle du crâne a libéré beaucoup plus de cellules sur le site de la lésion. Ces découvertes indiquent que la moelle osseuse dans le corps ne contribue pas uniformément aux cellules immunitaires pour aider les tissus blessés ou infectés et suggère que le cerveau endommagé et la moelle osseuse peuvent communiquer d’une manière qui entraîne une réponse directe des leucocytes adjacents.
L’alerte à la moelle osseuse la plus proche
L’équipe du Dr Nahrendorf a constaté que les différences dans l’activité de la moelle osseuse au cours de l’inflammation peuvent être déterminées par le facteur-1 dérivé de cellules stromales (SDF-1), une molécule qui maintient les cellules immunitaires dans la moelle osseuse. Lorsque les taux de SDF-1 diminuent, les neutrophiles sont libérés de la moelle osseuse. Les chercheurs ont observé que les niveaux de SDF-1 diminuaient six heures après un AVC, mais seulement dans la moelle du crâne et non dans le tibia. Les résultats suggèrent que la diminution des niveaux de SDF-1 pourrait être une réponse aux lésions tissulaires locales et cette diminution alerte et mobilise uniquement la moelle osseuse la plus proche du site de l’inflammation.
Des canaux entre la moelle et le cerveau
Ensuite, le Dr Nahrendorf et ses collègues ont voulu voir comment les neutrophiles arrivaient dans les tissus lésés. Nous avons commencé à examiner le crâne très attentivement, en le regardant sous tous les angles, en essayant de comprendre comment les neutrophiles atteignent le cerveau selon le Dr Nahrendorf. De manière inattendue, nous avons découvert de minuscules canaux reliant la moelle directement à la paroi externe du cerveau.
À l’aide de techniques d’imagerie avancées, les chercheurs ont observé les neutrophiles qui se déplaçaient dans les canaux. Le sang coulait normalement à travers les canaux depuis l’intérieur du crâne jusqu’à la moelle osseuse, mais après un accident vasculaire cérébral, les neutrophiles se déplaçaient dans la direction opposée pour atteindre les tissus endommagés.
L’équipe du Dr Nahrendorf a détecté les canaux dans le crâne ainsi que dans le tibia, ce qui les a amenés à rechercher des caractéristiques similaires dans le crâne humain. L’imagerie détaillée des échantillons de crâne humain obtenus par chirurgie a permis de découvrir la présence des canaux. Les canaux du crâne humain avaient un diamètre cinq fois supérieur à celui des souris. Chez les humains et les crânes de souris, les canaux ont été trouvés dans les deux couches osseuses interne et externe.
Les recherches futures chercheront à identifier les autres types de cellules qui traversent les tunnels récemment découverts et le rôle que ces structures jouent dans la santé et la maladie.
