Le système immunitaire humain est plutôt matinal

Publié par Adrien le 20/10/2021 à 09:00
Source: Université de Genève
Des scientifiques de l'UNIGE et de l'Université de Munich démontrent que l'activité du système immunitaire oscille tout au long de la journée, avec un pic juste avant la reprise de l'activité.


La migration des cellules dendritiques de la peau dans les vaisseaux lymphatiques dépend du moment de la journée. Cellules dendritiques (en vert) en cours de migration dans les vaisseaux lymphatiques (en rouge) de la souris (Le terme souris est un nom vernaculaire ambigu qui peut désigner, pour les francophones, avant...). Les vaisseaux sanguins sont en bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs...).
© UNIGE - Christoph Scheiermann

Les horloges circadiennes, qui régulent la plupart des processus physiologiques des êtres vivants sur un rythme d'environ 24 heures, constituent l'un des mécanismes biologiques les plus fondamentaux.

En décryptant les mécanismes de migration cellulaire à la base de la réponse immunitaire, des scientifiques de l'Université de Genève (L'université de Genève (UNIGE) est l'université publique du canton de Genève en...) (UNIGE) et de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) Ludwigs-Maximilians de Munich (LMU) ont démontré que l'activation (Activation peut faire référence à :) du système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de...) est modulée selon le moment de la journée: la migration des cellules immunitaires de la peau vers les ganglions lymphatiques oscille sur une période de 24 heures. La fonction immunitaire est au plus haut en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) de repos, juste avant la reprise de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) - soit dans l'après-midi pour les souris, des animaux nocturnes, et tôt le matin pour les êtres humains.

Ces résultats, à découvrir dans la revue Nature Immunology, indiquent que l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) de la journée devrait possiblement être prise en compte lors de l'administration de vaccins ou d'immunothérapies contre le cancer (Le cancer est une maladie caractérisée par une prolifération cellulaire anormalement...), afin d'en augmenter l'efficacité.

Contrairement au système immunitaire inné qui réagit immédiatement mais de manière peu ciblée, le système immunitaire adaptatif construit une réponse sur le long terme spécifique à chaque agent infectieux. "Le système immunitaire adaptatif prend des semaines à former une réponse propre à tel ou tel pathogène (Le terme pathogène (du grec παθογ?νεια !...), mais celle-ci perdure ensuite longtemps grâce à un mécanisme de mémoire (D'une manière générale, la mémoire est le stockage de l'information. C'est aussi le souvenir...) cellulaire", indique Christoph Scheiermann, professeur au Département de pathologie (La pathologie, terme provenant du Grec ancien, est littéralement le discours, la...) et immunologie (L'immunologie est la branche de la biologie qui s'occupe de l'étude du système...) et au Centre de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) sur l'inflammation (Une inflammation est une réaction de défense immunitaire stéréotypée du...) (GCIR) de la Faculté de médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) de l'UNIGE, qui a dirigé ces travaux. "C'est typiquement le mécanisme à l'oeuvre lors de la vaccination (La vaccination est un procédé consistant à introduire un agent extérieur (le...) contre un virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise...), par exemple."

Pour comprendre le rôle des rythmes circadiens sur l'activation immunitaire, l'équipe de recherche s'est penchée sur la migration des cellules dendritiques de la peau dans le système lymphatique, l'un des piliers de la réponse immunitaire adaptative. Situées dans de nombreux organes périphériques, dont la peau, les cellules dendritiques ont pour fonction de migrer au travers des vaisseaux lymphatiques vers les ganglions, où les antigènes sont présentés, afin de déclencher une réponse immunitaire contre l'arrivée d'un pathogène.

Des horloges synchronisées

Les scientifiques ont tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) d'abord observé quatre fois par jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la...) la capacité migratoire des cellules dendritiques de souris standards, puis de souris dépourvues d'horloges internes fonctionnelles. "Et pour que la migration cellulaire puisse avoir lieu correctement, il faut non seulement que les cellules dendritiques répondent à une rythmicité circadienne, mais aussi les cellules des vaisseaux lymphatiques", détaille Stephan Holtkamp, alors chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) au Biomedical Center de l'Université Ludwig-Maximilian de Munich et premier auteur de ces travaux. L'horloge circadienne (Décrits pour la première fois en 1729 par le mathématicien et astronome...) doit donc être fonctionnelle (En mathématiques, le terme fonctionnelle se réfère à certaines fonctions....) des deux côtés du mécanisme: sur la cellule comme dans son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...). Dans le cas contraire, les pics d'activités n'ont plus lieu et le système immunitaire fonctionne au ralenti.

Les chercheuses et les chercheurs ont ensuite renouvelé leur expérience sur des cellules de peau humaine, prélevées sur des patient-es à différents moments de la journée. "Nous avons identifié de nombreuses molécules, notamment des chémokines, qui participent au processus migratoire et dont l'expression est régulée par les horloges circadienne", indique Christoph Scheiermann. "Les mêmes molécules ont été retrouvées dans les cellules humaines et les cellules de souris avec un rythme inversé correspondant aux habitudes de vie (La vie est le nom donné :) des deux espèces, nocturnes pour les rongeurs, diurne pour les êtres humains." Cela confirme bien que ce rythme est régi par l'activité naturelle en fonction de l'alternance du jour et de la nuit.

Stimuler le système immunitaire à une heure favorable

Des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) complémentaires indiquent en outre que si l'on stimule le système immunitaire à différents moments de la journée, les mêmes oscillations apparaissent, avec un pic le matin. Mais pourquoi le système immunitaire est-il régi par un rythme oscillatoire ? "Les rythmes circadiens fonctionnent comme un système d'économie de l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) pour utiliser au mieux les ressources énergétiques selon les besoins les plus immédiats. Serait-ce, alors, le moyen pour le système immunitaire de se mettre sur le qui-vive aux moments où le risque d'exposition à des pathogènes est le plus grand, par le biais de l'ingestion de nourriture et/ou des interactions sociales?", s'interroge Christoph Scheiermann. Sur le même principe, pourrions-nous être plus vulnérable à des pathogènes le soir et la nuit ? Impossible, pour l'instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas...), de le dire. Néanmoins, l'importance du rythme circadien sur le système immunitaire commence à peine à se dévoiler et pourrait être majeure, tant pour la vaccination préventive que pour l'administration de thérapies antitumorale ou la prise en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) de maladies auto-immunes.

L'équipe de Christoph Scheiermann va maintenant explorer plus en détail le tout premier stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) de la réponse immunitaire, quand le pathogène ou le vaccin pénètre dans l'organisme.
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