Comment le système immunitaire du cerveau aggrave l’épilepsie
Des biologistes de l’Université de l’Iowa ont établi un lien définitif entre le système immunitaire du cerveau et l’épilepsie.
Dans une nouvelle étude, les chercheurs exposent une chaîne d’événements qui peuvent aggraver les crises, la manifestation la plus courante de l’épilepsie. La séquence commence lorsque le stress oxydatif dans le corps fait réagir le système immunitaire du cerveau. Cette activation par les cellules immunitaires résidentes du cerveau (appelées glie) déclenche des crises plus graves.
Les résultats sont importants car c’est la première fois que le lien entre le système immunitaire du cerveau et l’épilepsie est prouvé expérimentalement. Cette avancée devrait produire des tests plus précis et des médicaments plus efficaces pour traiter la maladie.
“Nous avons fourni la preuve génétique que le stress oxydatif et l’activation du système immunitaire du cerveau aggravent l’épilepsie”, déclare John Manak, professeur au Département de biologie et au Département de pédiatrie Stead Family de l’Iowa et auteur correspondant de l’étude. “C’est extrêmement important car nos données suggèrent que nous pouvons désormais réutiliser des composés anti-inflammatoires extrêmement bien tolérés ainsi que peut-être des antioxydants pour aider à contrôler la progression de l’épilepsie.”
L’épilepsie touche 3,4 millions de personnes, la grande majorité étant des adultes, aux États-Unis, selon les Centers for Disease Control and Prevention des États-Unis. Dans le monde, environ 5 millions de personnes reçoivent un diagnostic d’épilepsie chaque année, selon l’Organisation mondiale de la santé.
Les chercheurs ont établi le lien entre le cerveau et l’épilepsie dans des expériences utilisant des mouches des fruits. L’une des raisons pour lesquelles ils ont choisi les insectes est que les mouches des fruits et les humains partagent un gène ancestral commun, appelé piquant, qui, une fois muté, entraîne des convulsions. L’implication du gène piquant dans les crises d’épilepsie a été déterminée, entre autres, par Alex Bassuk, neurologue pédiatrique et président du Stead Family Department of Pediatrics dans l’Iowa, qui a publié des résultats en 2008 et est co-auteur de cette étude.
L’équipe de Manak a également choisi les mouches des fruits pour leurs expériences parce que les mouches, contrairement aux humains et aux autres vertébrés, ont un mécanisme de réponse aux maladies unique et primitif, appelé système immunitaire inné, qui est utilisé par les cellules gliales du cerveau. Les vertébrés ont également un système immunitaire inné, mais qui est complété par un système immunitaire adaptatif qui implique une armée de cellules immunitaires avec des «mémoires» stockées d’agents pathogènes invasifs passés. Le seul système immunitaire inné de la mouche des fruits a permis aux chercheurs de se concentrer exclusivement sur la connexion entre le système immunitaire inné du cerveau et l’épilepsie.
Les chercheurs ont identifié tous les gènes qui se sont exprimés dans les cerveaux de mouches avec des crises (déclenchées par le gène muté de piquant) par rapport à ceux sans crises. Ils ont identifié deux classes de gènes régulés positivement associés aux mouches chargées de crises : les gènes de réponse immunitaire et ceux impliqués dans l’atténuation du stress oxydatif.
Dans d’autres expériences avec des mouches des fruits, les chercheurs ont désactivé le système immunitaire inné dans la glie du cerveau. Cette action a réduit la mort des cellules neuronales, qui à son tour a supprimé les crises.
Dans une autre série d’expériences avec des mouches, les chercheurs ont testé le lien du stress oxydatif en exprimant le gène SOD1 du cerveau, qui est connu pour nettoyer les cellules des espèces réactives de l’oxygène causées par le stress oxydatif. Lorsque ce gène a été activé dans le cerveau des mouches des fruits, la réponse du système immunitaire inné des mouches a été abaissée et les crises ont été réduites.
“D’un seul coup, nous avons identifié une voie commençant par un stress oxydatif accru conduisant à l’activation du système immunitaire inné, ce qui conduit à la mort des cellules neuronales, qui, à son tour, provoque une exacerbation des crises”, déclare Manak, qui appelle l’étude l’un des moments forts de sa carrière de près de 40 ans en tant que biologiste. “Et quand je dis exacerbation des crises, je veux dire épilepsie progressive, qui sont des épilepsies qui s’aggravent avec le temps.”
Les résultats signifient que les mouches peuvent être utilisées pour tester directement quels médicaments anti-inflammatoires ou antioxydants seraient les plus efficaces dans le traitement des crises d’épilepsie. Jusqu’à présent, les médecins n’avaient que des preuves limitées qu’un petit nombre de médicaments anti-inflammatoires ou antioxydants avaient des caractéristiques anti-épileptiques dans certains contextes, mais aucune preuve directe reliant le stress oxydatif et l’activation du système immunitaire inné à l’épilepsie. De plus, environ un tiers des patients épileptiques ne répondent pas bien aux thérapies actuellement disponibles, et les deux tiers des patients ont des effets secondaires indésirables aux médicaments, selon les auteurs de l’étude.
“Tous les composés anti-inflammatoires ou antioxydants ne traiteront pas efficacement l’épilepsie”, explique Manak. “Nous avons maintenant le modèle parfait avec nos mouches pour dépister un nombre important de composés anti-inflammatoires et antioxydants. Nous pouvons ensuite élever tout médicament prometteur à des modèles de souris, puis potentiellement à des essais sur l’homme.”
Le travail est publié dans la revue Rapports de cellule.
