vendredi 26 octobre 2018

La Microglie




La microglie est un élément clé dans le fonctionnement normal du cerveau et, 
aussi, dans beaucoup d'altérations et de maladies qui l’affectent


Les microglies sont des cellules gliales qui assurent la défense immunitaire du système nerveux central. Aussi appelées microgliocytes, ces cellules sont formées par des macrophages situés dans la moelle épinière et dans le cerveau. Ces petites cellules de forme étoilée se caractérisent par leur extrême mobilité, capables de changer rapidement de forme. Représentant entre 5 et 25% des cellules du système nerveux central, ces cellules produisent des cytokines, des radicaux libres et des protéines.

Décrites pour la première fois par l’histologiste espagnol Pío del Río Hortega (1882-1945). Il a différencié la microglie comme un type cellulaire indépendant et baptisé ces cellules avec son nom actuel.

Les cellules microgliales ont une capacité phagocytaire, constituent 10% des cellules du cerveau et forment un réseau tridimensionnel assez régulier dans lequel chaque microgliocyte possède un territoire unique. Sa surface présente de nombreuses expansions avec de nombreux processus fins, étonnamment mobiles, avec lesquels ils patrouillent en permanence l'environnement des tissus. Grâce à cette surveillance, ils détectent différents signaux extra cellulaires puis les traduisent, les intègrent et y répondent afin de maintenir l'homéostasie cérébrale.

Les réponses de la microglie peuvent être très variées et détermineront souvent le développement, l'aggravation ou la guérison d'un trouble. En fait, la microglie est un élément clé du fonctionnement normal du cerveau et, également, de nombreux troubles et maladies qui l'affectent.

La détérioration de la microglie au cours des premières années de la vie pourrait entraîner de graves dommages au cerveau en développement. Certaines maladies, telles que la maladie de Nasu-Hakola (NHD), peuvent être considérées comme des microgliopathies primaires, alors que dans d'autres maladies, la microglie est associée à d'autres facteurs génétiques et environnementaux. Autant la présence d'inflammations dans le cerveau que l'inactivité de la microglie peuvent être prises en compte en tant que marqueurs de maladies neuro-dégénératives.

La structure de la microglie



Elle varie en fonction des fonctions remplies par chaque cellule, de sa localisation et des signaux chimiques qu'elle reçoit des neurones voisins. "Phénotype" est la forme concrète que chaque microglie adopte.

Elles proviennent de cellules progénitrices de la même lignée que celles qui composent le sang, probablement situées dans la moelle osseuse ou dans le sac vitellin attaché à l'embryon. Certaines de ces cellules migrent vers le cerveau pendant le développement intra-utérin ; une fois arrivées à cette structure, elles se différencient en microglies.

Fonctions de ces cellules

La microglie est connue principalement pour ses rôles immunitaire et hygiénique ; cependant, elle remplit également d'autres fonctions variées, telles que le maintien de l'équilibre de l'environnement extra cellulaire du système nerveux ou la réparation des tissus endommagés.

Sa fonction principale est de reconnaître les infections  bactériennes ou virales , de prendre les premières mesures nécessaires pour les combattre et demander de l'aide à d'autres cellules immunitaires. Ce sont des vigiles permanents du tissu cérébral résolvant les petites lésions.

Phagocytose  Elimination des déchets


Ces cellules phagocytent (“dévorent”) différents types de composés du système nerveux central : cellules blessées et mortes, déchets, virus, bactéries, enchevêtrements neurofibrillaires, plaques neuritiques… Après la phagocytose, la microglie et sa cible sont toutes deux inactives, diminuant ainsi le risque que le fonctionnement du système nerveux soit altéré.

Maintien de l'homéostasie


Les microglies envoient des signaux via d'autres cytokines à d'autres types de cellules, tels que les neurones, les astrocytes et les lymphocytes T, qui sont également impliqués dans le système immunitaire. Parmi les conséquences de cette fonction, il y a la régulation de l'homéostasie du milieu extra cellulaire, ainsi que la présence de l'inflammation.


Inflammation et réparation des dommages


Lorsqu'un tissu du système nerveux central est endommagé ou infecté, la microglie facilite l'inflammation. De cette façon, le processus de réparation des cellules blessées commence, le long duquel ces cellules sont très importantes.

De plus, si la moelle épinière est endommagée, la microglie élimine les branches neuronales affectées, ce qui permet de créer de nouvelles connexions nerveuses.

Présentation des antigènes


Lors d’épisodes inflammatoires affectant le SNC  infections, ischémies, lésions, maladies auto-immunes et neurodégénératives , la microglie participe à la défense du tissu cérébral et à la réaction inflammatoire, assurant des fonctions immunes telles que l’élimination des débris cellulaires par phagocytose et la présentation d’antigènes. Les cellules de la microglie vont ainsi rapidement proliférer, s’activer et secréter divers facteurs immuno-modulateurs (cytokines et facteurs de croissance).

Destruction cellulaire  cytotoxicité


Les microglies ont la capacité de détruire les bactéries, les virus, les neurones infectés et d'autres types de cellules en libérant du peroxyde d'hydrogène et de l'oxyde nitrique. Parfois, cette réaction est excessivement agressive et endommage des quantités importantes de tissus sains, provoquant des lésions cérébrales encore plus importantes.

Cependant, une activation exacerbée de la microglie, traduite par exemple par la sécrétion excessive de facteurs toxiques (radicaux libres) peut s’avérer nocive, car elle aggrave alors les lésions tissulaires et contribue indirectement à la pathophysiologie et au développement de maladies neurodégénératives comme la sclérose en plaques et les maladies d’Alzheimer et de Parkinson. Ainsi, la régulation fonctionnelle de la microglie et de son niveau d’activation est cruciale pour l’intégrité du système nerveux.


Maladies liées à la microglie

Les dysfonctionnements de la microglie sont associés à des altérations très diverses. Ces cellules semblent être impliquées dans les maladies neurodégénératives telles que la maladie d'Alzheimer, dans laquelle les plaques neuritiques et les enchevêtrements neurofibrillaires s'accumulent dans le cerveau : la cytotoxicité des microglies attaque les neurones sains adjacents aux tissus endommagés.

Les cellules microgliales jouent un rôle similaire dans le développement de la démence due à l'infection par le VIH, le virus du SIDA. En fait, cette maladie affecte aussi directement la microglie en l'infectant et en favorisant la neurotoxicité. Les microglies interviennent également dans d'autres maladies infectieuses, telles que l'encéphalite herpétique et la méningite bactérienne.

La recherche révèle que la glie est importante dans l'apparition de douleurs neuropathiques, qui se manifestent par des altérations telles que l'allodynie ou le syndrome du membre fantôme. En effet, elles sont activées en réponse aux lésions nerveuses et favorisent la libération chronique de composés chimiques associés à la sensation de douleur.

Microglie et autisme


Parmi les fonctions auxquelles participent les microglies, on peut citer la taille synaptique  la sculpture des circuits neuronaux phagocytant des éléments tels que les terminaisons axonales ou les épines dendritiques  et la plasticité neuronale.

Une taille aberrante des synapses pendant les périodes critiques de développement peut être l'une des causes de troubles neuro-développementaux tels que l'autisme.


Dans un cerveau sain, la proportion de cellules microgliales phagocytant à un moment donné est très faible, ce qui indique qu'il existe un grand potentiel de recrutement de cellules supplémentaires si nécessaire. La microglie est également cruciale pour la régulation de la plasticité synaptique dépendante de l'activité, la neurogenèse adulte et l'apprentissage et la mémoire.

Lorsque la microglie colonise le cerveau au cours du développement embryonnaire précoce, des altérations du génome ou certaines influences environnementales peuvent modifier le développement de ces cellules ou leur contrôle des populations neuronales et synaptiques.

L'analyse post-mortem des cerveaux des personnes autistes a révélé des altérations du nombre, de la morphologie et de l'interaction avec les neurones des cellules de la microglie, en particulier dans des régions telles que le cortex préfrontal dorso-latéral responsable des fonctions exécutives. Des analyses du génome entier ont révélé des altérations des gènes exprimés par la microglie chez certaines personnes autistes, y compris des marqueurs du statut inflammatoire.

En ce qui concerne les signaux environnementaux, en fonction de la réaction des microglies aux molécules pro-inflammatoires, toute situation générant une inflammation générale ou localisée pendant des périodes critiques de développement peut produire des effets durables. Cela expliquerait également pourquoi certaines infections prénatales et maternelles augmentent le risque d’autisme chez leurs enfants.

Il existe plusieurs phases dans le développement temporel de la microglie, dans lesquelles les cellules sont sensibles à des facteurs génétiques et environnementaux, tels que des altérations du microbiote ou une activation immunitaire maternelle.

Par conséquent, la perturbation de l'environnement génétique ou environnemental de la microglie, tant au cours du développement que dans son fonctionnement ultérieur, peut être pertinente pour les troubles du spectre autistique (TSA).

Microglie et Alzheimer


Au cours des dernières années, de nombreuses preuves ont été mises en évidence pour appuyer l'immunité innée et, en particulier, la microglie dans la pathogenèse de la maladie d'Alzheimer (MA). Des scientifiques ont découvert qu’elle est en partie due à un processus de défense du système nerveux central. Des cellules “gendarmes”, les microglies, cherchent à détruire les plaques amyloïdes qui se forment dans le cerveau au cours de la maladie d’Alzheimer. Mais ce processus provoque également la mort des neurones liés aux microglies.

Les agrégats de protéines qui se déposent dans la MA sont reconnus par les récepteurs de la microglie et, par conséquent, ils déclenchent une réponse de l'immunité innée, caractérisée par la libération de plusieurs médiateurs inflammatoires, qui contribuent à la progression de la maladie.

En outre, les dernières études génétiques ont montré que plusieurs gènes liés à l'immunité innée sont associés au risque de développer la MA. L'étude du liquide céphalo-rachidien (LCR) s'est avérée très utile dans la maladie d'Alzheimer et d'autres maladies neuro-dégénératives.

Une multitude de travaux ont également déterminé les niveaux de cytokines et d'autres médiateurs de l'immunité innée dans le LCR, mais avec des résultats très incohérents. L'une des raisons de ces incohérences réside dans le fait de ne pas prendre en compte la variable de temps, c'est-à-dire le stade de la maladie dans lequel se trouve le sujet. Il ne suffit pas de comparer des sujets atteints de MA avec des patients en bonne santé. À l'heure actuelle, il est bien connu que la MA est une maladie qui se développe sur plusieurs années, voire plusieurs décennies. Après une longue phase pré-clinique, les premiers symptômes bénins apparaissent et évolueront ensuite vers la démence, au cours de laquelle les activités de la vie quotidienne de l'individu sont affectées.

Il est essentiel de définir correctement la séquence des événements pathologiques survenant dans l’évolution de la maladie, non seulement pour mieux la connaître, mais aussi pour trouver de nouvelles méthodes thérapeutiques et déterminer à quel moment, dans l’évolution de la maladie, elles doivent être appliquées. Dans l'EA, le temps compte.

Malgré l'implication évidente de la microglie dans la MA, le moment d'évolution de la MA dans lequel l'activation de la microglie joue un rôle plus important n'est pas connu.


Microglies et maladies neuro-dégénératives

La mort des neurones est un processus naturel de vieillissement qui se produit dans le développement normal du système nerveux de chacun d'entre nous. Un phénomène neuronal auquel tous les êtres humains en sont concernés.

Dans des conditions normales, l’élimination de ce “débris” cérébral permet au tissu cérébral voisin de ne subir aucune altération et de continuer à fonctionner correctement. Ce processus d'élimination est appelé phagocytose, et les responsables de sa réalisation sont les cellules de la microglie, qui élaborent la première réaction immunitaire naturelle du cerveau, essentielle pour préserver l'intégrité du système nerveux.

La phagocytose est donc un processus essentiel pour maintenir l'homéostasie face à un grand nombre de maladies inflammatoires et auto-immunes. Mais son rôle dans le cerveau est peu étudié.

Les cellules de la microglie analysent en permanence leur milieu. Elles présentent un grand nombre de branches qui se déplacent constamment dans le cerveau. Grâce à cette particularité, lorsqu'un dommage survient dans le système nerveux, elles réagissent et migrent vers la zone en question.

Une fois sur place, elles réparent les tissus en libérant différents composants qui permettent d'éliminer les éléments étrangers, indésirables ou endommagés, par phagocytose. Cependant, dans certains cas, ces composants peuvent affecter les neurones sains et entraîner une élimination excessive et inutile des neurones. Ceci, qui se produit dans des maladies telles que la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer, provoque un environnement pathologique.

Au moins, c'était ce qui était supposé arriver, car l'efficacité de la microglie était présupposée en tant que collecteurs et destructeurs (phagocytes) des déchets, également dans les cerveaux malades. De fait, la microglie a d'abord été perçue comme le système de défense du cerveau contre les infections et les maladies. Ses cellules peuvent détecter, détruire et digérer les envahisseurs, voire favoriser la cicatrisation après une lésion.

Cependant, la nouvelle recherche indique que l'inverse peut se produire, chez les cerveaux malades ou blessés, la microglie n'élimine pas les neurones morts qui devraient être éliminés pour éviter une réponse inflammatoire du cerveau. Ce fait aurait une répercussion pathologique grave.

De plus en plus d’études semblent indiquer que les cellules microgliales pourraient être impliquées dans les troubles psychiatriques, comme les syndromes autistiques, certains comportements compulsifs ou encore la schizophrénie.


Recherche


Rôle de la glie dans la maladie d'Alzheimer (MA)

Dans la révision bibliographique menée par l'Université des sciences médicales de La Havane, publiée dans Neurology en juin 2014, le rôle de la glie est discuté, spécifiquement de la microglie et des astrocytes dans la physiopathologie de la MA et les implications thérapeutiques possibles.

Les preuves émergentes du rôle pathogène et de l'activation des voies inflammatoires de la microglie et des astrocytes, des facteurs neurotoxiques libérés par ces cellules lorsqu'elles sont activées et de la manière dont elles peuvent déstabiliser l'homéostasie du système nerveux central, confirment l'idée que l'inflammation induite par la glie amplifie la MA.

L'inhibition de l'inflammation par l'inactivation de la glie pourrait réduire la production de facteurs contribuant à la toxicité, se révélant être un avantage clinique. Les microglies et les astrocytes sont des cibles thérapeutiques dans le développement de nouveaux médicaments pour lutter contre cette maladie. Des stratégies thérapeutiques conçues pour contrer les effets néfastes de sur-activation de ces populations cellulaires doivent être étudiées.

La maladie d'Alzheimer est une maladie neuro-dégénérative complexe caractérisée par une inflammation, une neuro-toxicité, un stress oxydatif et une gliose réactive. Les microglies et les astrocytes agissent non seulement comme des cellules présentatrices d'antigènes, mais ce sont des cellules effectrices, libérant des molécules pro-inflammatoires qui favorisent l’excito-toxicité et la neuro-dégénération.


Découverte d'un mécanisme atténuant l'effet de la cocaïne sur le cerveau

Selon une étude importante menée par une équipe de l'Institut de recherche du Centre universitaire de santé McGill (IR-CUSM) à Montréal, publiée dans le journal Neuron en mai 2016, les cellules microgliales jouent un rôle clé pour limiter les effets nocifs de la cocaïne dans le cerveau.

Ces travaux sont les premiers à montrer que les cellules microgliales peuvent réduire l'impact de la cocaïne sur les circuits neuronaux. Une découverte qui ouvre la voie au développement de traitements efficaces contre la dépendance à cette drogue.

L’équipe a découvert que la cocaïne active les cellules microgliales, qui déclenchent alors un signal inflammatoire ayant pour but d'essayer de contrer les effets de la drogue sur les neurones. Les chercheurs ont fait cette découverte en observant, chez la souris, le mode d’action de TNF sur un certain type de synapses. Ces connexions sont très importantes pour réguler le comportement des animaux exposés à une consommation de drogues, comme la cocaïne. Le facteur de nécrose tumorale (TNF) réduisait les modifications synaptiques causées par la cocaïne et responsables de l’effet addictif.

Cependant ce mécanisme bénéfique ne se maintient pas à long terme. La réponse microgliale s’atténue avec le temps. C’est justement cette diminution du signal d’adaptation qui pourrait favoriser le passage d’une consommation occasionnelle à une dépendance chronique, en permettant aux drogues de modifier durablement les circuits neuronaux.

L’équipe a testé un médicament connu pour inciter ces cellules à produire du TNF. Comme résultat, les souris qui ont reçu le médicament avaient un comportement  qui semblait moins affecté par la cocaïne.

Ce résultat prometteur ouvre la voie au développement de traitements qui pourraient réduire le taux de rechute chez les usagers de drogues, un taux pouvant atteindre 90%.


Les cellules de la microglie réparent les dommages causés à la barrière hémato-encéphalique chez la souris

Des chercheurs du centre médical de l'université de Rochester à New York ont mené une expérience sur des souris qui leur a permis de découvrir comment la microglie joue un rôle clé dans la réparation de la barrière hémato-encéphalique. L'étude a été publiée en janvier 2016 dans le journal Proceedings of the National Academy of Sciences.

La barrière hémato-encéphalique empêche toute substance nocive dans le sang d'atteindre le cerveau. Si cette barrière est brisée, le cerveau devient vulnérable aux infections et aux blessures.

Les chercheurs ont réalisé de petits trous dans la barrière hémato-encéphalique des souris et ont découvert que les cellules de la microglie proches de celle-ci commençaient immédiatement à réparer les dégâts. Dans la plupart des cas, la barrière hémato-encéphalique a été rétablie dans les 10 à 30 minutes.

Les chercheurs ont observé qu'un récepteur particulier activait la microglie et la dirigeait vers la rupture de la barrière hémato-encéphalique. Le même récepteur est également présent dans les plaquettes et constitue l'une des cibles des médicaments anticoagulants. Ces médicaments sont administrés aux patients à risque afin d'empêcher les plaquettes de s'agglomérer et de former des caillots sanguins, ce qui pourrait provoquer un accident vasculaire cérébral.

Cependant, ces résultats suggèrent que les médicaments anticoagulants peuvent altérer la réparation de la barrière hémato-encéphalique après un accident vasculaire cérébral, et les scientifiques étudient actuellement cette possibilité. Lorsque cette barrière se brise, elle doit être réparée rapidement afin de maintenir la santé du cerveau et aider à la récupération après une blessure  un processus qui pourrait être affecté par des médicaments destinés, en premier lieu, à prévenir ces dommages.

Bien que certains types d'anticoagulants puissent prévenir les accidents vasculaires cérébraux, ils peuvent avoir pour conséquence involontaire de les aggraver ou de rendre leur récupération plus difficile une fois qu'ils surviennent.

Selon les scientifiques, cette étude montre que les cellules immunitaires résidentes du système nerveux central jouent un rôle critique et peu apprécié dans le maintien de l'intégrité de la barrière hémato-encéphalique.


L'accumulation de neurones morts dans le cerveau aggrave la maladie mentale

Dans une enquête menée par un groupe international de scientifiques du laboratoire de biologie cellulaire gliale du Centre basque Achucarro de neurosciences (Espagne), publié dans la revue de biologie PLoS (Public Library of Science) de juin 2016, le processus de la mort neuronale et de la phagocytose microgliale dans le cerveau malade a été étudié pour la première fois.

Les chercheurs ont découvert qu'après la mort ou une lésion neuronale chez les cerveaux malades, les cellules de la microglie deviennent "aveugles" et ne peuvent plus remplir leur fonction. Cela déclenche une réponse inflammatoire qui aggrave la lésion cérébrale subie.

Lorsque les neurones meurent, il est nécessaire d'éliminer rapidement leurs restes afin que le tissu cérébral environnant puisse continuer à fonctionner. De ce processus, appelé phagocytose  du grec “phagein”, manger et “kytos”, cellule , un type de cellule hautement spécialisée dénommée microglie s’en charge. Ces petites cellules ont de nombreuses branches qui se déplacent constamment dans le cerveau et sont spécialement équipées pour détecter et détruire tout élément étranger, y compris les neurones morts.

Neurones (en vert) et microglies
avec ses longues branches (en rouge)
On sait que pendant les crises associées à l'épilepsie, les neurones meurent. Mais contrairement aux attentes, dans cette pathologie, la microglie "ne réagit pas" et est incapable de les trouver ou de les détruire. Et les neurones morts qui ne peuvent pas être éliminés, s'accumulent et causent plus de dommages aux neurones voisins, ce qui provoque une réponse inflammatoire du cerveau qui aggrave et nuit davantage. Ce comportement anormal est associé à une hyperactivité neuronale.

L'équipe multidisciplinaire de chercheurs décrit le fonctionnement des mécanismes de nettoyage du cerveau lorsque les patients souffrent de maladies neuro-dégénératives, en particulier l'épilepsie.

Pour mener à bien cette étude, les scientifiques ont prélevé des échantillons du cerveau de patients souffrant d’épilepsie de l’Hôpital Universitaire de Cruces, ainsi que de souris épileptiques.

Les résultats ont montré que les cellules de la microglie présentaient un comportement anormal et étaient incapables d'éliminer les neurones morts. Par conséquent, ces neurones s'accumulent sous forme de résidus et provoquent une réaction inflammatoire qui aggrave les lésions cérébrales.

Cette découverte ouvre une nouvelle façon d'explorer les thérapies qui atténuent les effets des maladies du cerveau. En fait, le groupe de recherche étudie actuellement le développement de médicaments favorisant ce processus de nettoyage, la phagocytose, qui puisse aider au traitement des patients atteints d’épilepsie.


La microglie induit la formation de synapses dans le développement du cortex somato-sensoriel

Des chercheurs du National Institute for Physiological Sciences (NIPS) révèlent avec ses travaux, publiés dans la revue Nature Communications en août 2016, de nouveaux mécanismes par lesquels les microglies “sculptent” les circuits neuronaux. Ces cellules gliales immunitaires s’avèrent également impliquées dans la formation des circuits neuronaux.

Une percée dans notre compréhension non seulement de la plasticité cérébrale, mais aussi de ses limites dans certains troubles du développement comme l'autisme et la schizophrénie.

La microglie est impliquée dans la formation des circuits neuronaux
 par la formation de filopodes dans le cortex somato-sensoriel

Les scientifiques montrent que les microglies contactent directement les neurones pour induire la formation de nouvelles projections de neurones qui finissent par se connecter à d'autres neurones et augmentent ainsi les connections du cerveau. Car, si au début du développement du cerveau, les neurones sont particulièrement actifs dans la recherche d'autres neurones, afin de former de nouvelles connexions, les cellules microglies peuvent ensuite “prendre la relève” pour maintenir cette connectivité.

Les chercheurs précisent à l'imagerie et sur des cerveaux de souris en développement comment la microglie influence la formation des circuits neuronaux. Ils montrent l'existence d'un contact direct entre les microglies et les dendrites, les parties des neurones qui leur permettent de communiquer les uns avec les autres. Ce contact provoque la formation de fines structures ou filopodes qui se projettent à partir des dendrites, vont rechercher le contact avec d'autres neurones pour finalement former des synapses permettant la communication neuronale. Les chercheurs observent que le contact microglie-dendrite déclenche une croissance très rapide de “filopodia”. Les scientifiques montrent également qu'en bloquant l'activité de la microglie, le cerveau produit moins de synapses fonctionnelles et donc moins de circuits corticaux.

Des implications importantes pour toute une gamme de troubles neuro-développementaux : certains troubles du cerveau sont liés à un nombre anormal de synapses ou à des changements dans leur forme et dans leur fonction. La perturbation de l'environnement immunitaire dans le cerveau en développement pourrait expliquer certains de ces troubles, et la microglie qui influence la connectivité dans le cerveau peut suggérer de nouvelles cibles de traitements.


Les microglies se renouvellent plus vite qu'on ne le pensait

Selon une étude de l'Université de Southampton (Royaume-Uni), publiée dans le magazine Cell Reports en janvier 2017, les cellules cérébrales responsables de la détection et de la réparation des lésions cérébrales se renouvellent plus rapidement qu'on ne le pensait.

La recherche a été menée en collaboration avec des chercheurs de l'Université de Tubingen et de l'Université de Hambourg (Allemagne), de l'Université d'Oxford (Royaume-Uni) et du Centre Achucarro Basque de neurosciences (Espagne).

L'étude montre que la réinstallation des cellules responsables de la détection et de la réparation des lésions cérébrales, appelée microglie, est dix fois plus rapide que ce qui avait été estimé précédemment, ce qui contribue à plusieurs reprises au renouvellement de la population au long d’une vie.

L'image, utilisée dans l'étude,
montre des cellules microgliales
 (formes vertes)
Auparavant, on pensait que la microglie proliférait si lentement qu’elle ne donnerait pas le temps de renouveler toute la population. Maintenant, au lieu de cela, on peut parler d'un maximum de six cycles de renouvellement dans la vie d'une personne. On doit maintenant comprendre comment elles interagissent et régulent la fonction des autres types de cellules pour comprendre leur potentiel.

Un autre résultat est que le nombre total de microglies reste largement inchangé de la naissance au vieillissement et se maintient grâce à un couplage spatial et temporel de la prolifération et de la mort de ces cellules.

Cette étude de la biologie fondamentale est essentielle pour comprendre la fonction de la microglie et son interaction avec d'autres types de cellules. Comprendre l'horloge interne de la microglie est la première étape pour analyser son comportement dans les maladies psychiatriques et neuro-dégénératives telles que la maladie d'Alzheimer.


"Microglie : Cellules avec permis de tuer"

Article du Journal Investigación y Ciencia, édition espagnole de Scientific American 2011

Imaginez que notre cerveau soit le siège d’une multinationale dotée de personnel de haute sécurité. Une armée d'inspecteurs contrôle les bureaux et les couloirs 24 heures sur 24. Ils inspectent, avec une multitude de capteurs, l'ensemble du bâtiment ; au moindre signe de mouvement suspect, cela déclenche l'alarme.

Ces inspecteurs métaphoriques sont, dans l'encéphale, les cellules de la microglie. Contrairement aux autres membres de la glie  les astrocytes et les oligodendrocytes , les cellules de la microglie résultent d’un prêt du système immunitaire au système nerveux central. En d'autres termes, ils proviennent de la moelle osseuse et leur apparence ressemble à celle des macrophages, qui "dévorent" les cellules que l'on trouve dans d'autres tissus du corps.


Sa fonction principale est de reconnaître les infections et de prendre les premières mesures nécessaires pour les combattre.

Déjà dans le ventre de la mère, les cellules microgliales migrent à travers le sang jusqu'au cerveau du fœtus, jusqu'à peu de temps après la naissance du bébé, moment où elles se fixent, en particulier dans le cortex cérébral. Là, ils utilisent les faisceaux épais de fibres nerveuses pour se propager dans le système nerveux central.

Durant cette phase de migration, les cellules de la microglie apparaissent identiques aux macrophages, c'est-à-dire qu'elles ressemblent aux amibes. Une fois réparties uniformément dans le cerveau, leur apparence change : elles commencent à se ramifier intensément, de sorte que les terminaisons de leurs extensions finissent presque par se toucher. Le cerveau se retrouve presque entièrement recouvert par un réseau de microglies.


L’identité génomique des cellules microgliales humaines enfin révélée

Des chercheurs dans l’axe Neurosciences du CRCHU de Québec-Université Laval et ses collègues de l’Université de Californie, à San Diego, ont réalisé une étude publiée dans la revue Science en mai 2017, selon laquelle ils ont caractérisé, avec une précision sans précédent, les mécanismes moléculaires à l’origine des fonctions de cette cellule dans le cerveau humain.

Cette étude a ainsi permis d’identifier les mécanismes de régulation des gènes qui sont exprimés par la microglie humaine et de révéler plusieurs de ses mystères qui demeuraient encore inconnus jusqu’à aujourd’hui.

De plus en plus d’évidences suggèrent qu’un dysfonctionnement de ces cellules microgliales est aussi impliqué dans certaines maladies du cerveau, telles la maladie d’Alzheimer, la sclérose en plaques et les troubles du spectre autistique. Toutefois, nos connaissances en lien avec ces cellules sont dérivées d’études faites essentiellement chez la souris, ce qui rend notre compréhension de la cellule microgliale “humaine” plutôt limitée à ce jour et restreint notre capacité à développer de nouvelles thérapies pour ces maladies.

Les conclusions tirées de cette étude amènent non seulement, pour la première fois, une compréhension des fonctions cellulaires des microglies humaines, mais permettront une meilleure interprétation des études en génétique portant sur les maladies du cerveau. Cette première mondiale permettra aussi à la communauté scientifique d’être en mesure de générer des microglies humaines dérivées de cellule souches, et de mieux comprendre le rôle des cellules microgliales au sein des différentes fonctions du cerveau, qu’il soit sain ou malade.


La vitamine C : une nouvelle piste pour contrer les maladies neuro-dégénératives

Une étude réalisée par des chercheurs de l’université de Porto (Portugal), publiée dans Science Signaling en mars 2017, suggère que la modulation de la présence du transporteur de l’acide ascorbique SVCT2 à la surface des microglies peut agir sur la neuro-inflammation.

Le transporteur de la vitamine C  le SVCT2  est présent à la surface des cellules microglies du cerveau et permet à la vitamine C d’entrer dans ces cellules. Un déficit en vitamine C dans le cerveau est connu pour avoir un effet d’accélération du dépôt des plaques amyloïdes chez le rongeur. En effet, le manque de vitamine C dans les cellules gliales déclenche l’activation pro-inflammatoire de la microglie et une neuro-inflammation.

Un pré-traitement par l’acide ascorbique (vitamine C) pourrait prévenir l’activation de la microglie et l’inflammation avant même que le transporteur SVTC2 soit dégradé. Le système de transport de la vitamine C dans le cerveau joue donc un rôle dans les maladies neuro-dégénératives et pourrait être considéré comme une cible potentielle de traitement.

Une plaque amyloïde est liée à une accumulation de la protéine bêta-amyloïde. Les plaques amyloïdes sont impliquées dans des maladies neuro-dégénératives comme par exemple la maladie d’Alzheimer.


Comment le microbiote influence la sclérose en plaques et d'autres maladies neurologiques

Une étude réalisée par des chercheurs du Brigham and Women's Hospital (Université Harvard), publiée dans la revue Nature en mars 2018, jette un nouvel éclairage sur la façon dont la connexion entre l'intestin et le cerveau influence la progression de maladies neuro-dégénératives.

Les scientifiques ont utilisé des modèles animaux et des cellules humaines provenant de patients pour identifier les principaux acteurs impliqués dans cette connexion ainsi que dans les communications entre les cellules immunitaires et les cellules cérébrales.

Ces résultats identifient de nouvelles cibles potentielles pour la recherche de traitements de la sclérose en plaques et d'autres maladies neurologiques.

L'étude porte sur l'influence des microbes intestinaux sur deux types de cellules qui jouent un rôle majeur dans le système nerveux central : les cellules microgliales et les astrocytes.

Les cellules microgliales font partie du système immunitaire et sont responsables de l'élimination des plaques, des cellules endommagées et d'autres matériaux qui doivent être éliminés. Mais la microglie peut aussi sécréter des composés aux propriétés toxiques pour les cellules astrocytes. Ces dommages sont considérés comme contribuant à de nombreuses maladies neurologiques, dont la sclérose en plaques.

Les chercheurs ont notamment constaté que les sous-produits que les microbes produisent lorsqu'ils décomposent le tryptophane alimentaire  un acide aminé que l'on trouve dans la dinde et d'autres aliments  peuvent limiter l'inflammation du cerveau par leur influence sur la microglie.

Ils ont examiné les microbes intestinaux et l'influence des changements dans le régime alimentaire dans un modèle murin (chez la souris) de la sclérose en plaques. Ils ont découvert que les composés résultant de la dégradation du tryptophane peuvent traverser la barrière hémato-encéphalique, activant une voie anti-inflammatoire qui limite la neuro-dégénérescence. Ils ont également étudié des échantillons de cerveau de personnes atteintes de la sclérose en plaques et observé l'activation de la même voie et les mêmes acteurs. L'activation de cette même voie a récemment été liée à la maladie d'Alzheimer et au glioblastome.

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