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Le cerveau peut détecter une infection par le paludisme

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Le cerveau peut détecter une infection par le paludisme

Les cellules endothéliales vasculaires cérébrales (bleues) internalisent les particules libérées par les érythrocytes infectés par le parasite du paludisme (rose et rouge). Crédit : Teresa Pais, 2022

Une équipe de chercheurs de l’Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) a révélé que les cellules du cerveau peuvent détecter la présence de parasites du paludisme dans le sang, déclenchant l’inflammation sous-jacente au paludisme cérébral. Cette découverte a mis en lumière de nouvelles cibles pour les thérapies adjuvantes qui pourraient limiter les lésions cérébrales dans les phases initiales de la maladie et éviter les séquelles neurologiques.

Cérébral paludisme est une complication grave de l’infection à Plasmodium falciparum, le plus mortel des parasites responsables du paludisme. Cette forme de la maladie se manifeste par des troubles de la conscience et le coma et touche principalement les enfants de moins de 5 ans, étant l’une des principales causes de décès dans cette tranche d’âge dans les pays d’Afrique subsaharienne. Ceux qui survivent sont fréquemment affectés par des séquelles neurologiques débilitantes, telles que des déficits moteurs, des paralysies et des troubles de la parole, de l’ouïe et de la vue.

Pour empêcher certaines molécules et cellules d’atteindre le cerveau, ce qui perturberait son fonctionnement normal, des cellules spécialisées de la paroi interne des vaisseaux sanguins, les cellules endothéliales, sont étroitement maintenues ensemble, formant une barrière entre le sang et cet organe. Le neuropaludisme résulte d’une réponse inflammatoire incontrôlée à l’infection qui entraîne des altérations importantes de cette barrière et, par conséquent, des complications neurologiques.

Au cours des dernières années, les spécialistes de ce domaine se sont penchés sur une molécule, nommée interféron-β, qui semble être associée à ce processus pathologique. Soi-disant pour interférer avec réplication virale, cette molécule hautement inflammatoire a deux faces : elle peut soit protéger, soit provoquer la destruction des tissus. On sait par exemple que malgré son rôle antiviral dans le COVID-19, à concentration et phase d’infection données, il peut provoquer des lésions pulmonaires. On pense qu’une dynamique similaire se produit dans paludisme cérébral. Cependant, on ne sait toujours pas ce qui conduit à la sécrétion d’interféron-β, ni les principales cellules impliquées.

Une étude récente menée par l’IGC et publiée dans Actes de l’Académie nationale des sciences, ont révélé que les cellules endothéliales du cerveau jouent un rôle crucial, étant capables de détecter l’infection par le parasite du paludisme à un stade précoce. Ceux-ci détectent l’infection grâce à un capteur interne qui déclenche une cascade d’événements, à commencer par la production d’interféron-β. Ensuite, ils libèrent une molécule de signalisation qui attire les cellules du système immunitaire vers le cerveau, initiant le processus inflammatoire.

Pour parvenir à ces conclusions, les chercheurs ont utilisé des souris qui imitent plusieurs symptômes décrits dans le paludisme humain et un système de manipulation génétique qui leur a permis de supprimer ce capteur dans plusieurs types de cellules. Lorsqu’ils ont supprimé ce capteur dans les cellules endothéliales du cerveau, ils ont conclu que les symptômes de l’animal n’étaient pas aussi graves et qu’ils mouraient moins de l’infection. C’est alors qu’ils ont réalisé ces les cellules du cerveau largement contribué à la pathologie du neuropaludisme.

“Nous pensions que les cellules endothéliales cérébrales agissaient dans une phase ultérieure, mais nous avons fini par réaliser qu’elles sont participantes dès le début”, explique Teresa Pais, chercheuse post-doctorale à l’IGC et première auteure de l’étude. “Normalement, nous associons cette phase initiale de la réponse à l’infection aux cellules du système immunitaire. Celles-ci sont déjà connues pour réagir, mais les cellules du cerveau, et peut-être d’autres organes, ont également cette capacité à détecter l’infection car elles ont le même capteurs », ajoute-t-elle.

Mais ce qui a vraiment surpris les chercheurs, c’est le facteur activant le capteur et déclenchant cette réponse cellulaire. Ce facteur n’est ni plus ni moins qu’un sous-produit de l’activité du parasite. Une fois dans le sang, le parasite envahit les globules rouges de l’hôte, où il se multiplie. Ici, il digère l’hémoglobine, une protéine qui transporte l’oxygène, pour obtenir des nutriments.

Au cours de ce processus, une molécule appelée hème se forme et peut être transportée sous forme de minuscules particules dans le sang qui sont intériorisées par les cellules endothéliales. Lorsque cela se produit, l’hème agit comme une alarme pour le système immunitaire. “Nous ne nous attendions pas à ce que l’hème puisse pénétrer dans les cellules de cette manière et activer cette réponse impliquant l’interféron-β dans les cellules endothéliales”, avoue le chercheur.

Ce travail d’environ 6 ans a permis aux chercheurs d’identifier une mécanisme moléculaire critique pour la destruction des tissus cérébraux lors de l’infection par le parasite du paludisme et, avec cela, de nouvelles cibles thérapeutiques. “La prochaine étape sera d’essayer d’inhiber l’activité de ce capteur à l’intérieur du cellules endotheliales et comprendre si nous pouvons agir sur la réponse de l’hôte et arrêter la pathologie cérébrale dans une première phase », explique Carlos Penha Gonçalves, chercheur principal du groupe qui a dirigé l’étude.

“Si nous pouvions utiliser des inhibiteurs du capteur en parallèle avec des médicaments antiparasitaires, nous pourrions peut-être arrêter la perte de la fonction neuronale et éviter les séquelles qui sont un problème majeur pour les enfants survivant au paludisme cérébral”, conclut-il.


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Plus d’information:
Teresa F. Pais et al, l’activation de l’endothélium cérébral STING1 par l’hème séquestré par Plasmodium favorise le paludisme cérébral via la réponse IFN de type I, Actes de l’Académie nationale des sciences (2022). DOI : 10.1073/pnas.2206327119

Fourni par l’Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC)

Citation: Le cerveau peut détecter une infection par le paludisme (5 septembre 2022) récupéré le 5 septembre 2022 sur https://medicalxpress.com/news/2022-09-brain-infection-malaria.html

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