Un nouveau traitement rajeunit le système immunitaire vieillissant chez les souris âgées

Notre système immunitaire c'est comme une brigade bien entraînée.

Chaque unité a une spécialité unique. Certaines cellules tuent directement les ennemis envahisseurs ; d’autres libèrent des « marqueurs » protéiques pour attirer des types de cellules immunitaires vers une cible. Ensemble, ils constituent une force formidable qui combat les menaces biologiques – à la fois les agents pathogènes extérieurs au corps et les cellules cancéreuses ou « zombies » sénescentes de l’intérieur.

Avec l'âge, la camaraderie se détériore. Certaines unités éclatent, provoquant une inflammation chronique qui fait des ravages dans le cerveau et le corps. Ces cellules augmentent le risque de démence, de maladie cardiaque et sapent progressivement les muscles. Les autres unités qui combattent de nouveaux agents pathogènes, comme une nouvelle souche de grippe, diminuent lentement, ce qui rend plus difficile la prévention des infections.

Toutes ces cellules proviennent d’une seule source : un type de cellule souche présente dans la moelle osseuse.

Cette semaine, dans selon une étude publié dans Nature, les scientifiques affirment avoir rétabli l'équilibre entre les unités chez des souris âgées, ramenant ainsi leur système immunitaire à un état de jeunesse. À l’aide d’un anticorps, l’équipe a ciblé une sous-population de cellules souches qui finissent par se développer en cellules immunitaires sous-jacentes à l’inflammation chronique. Les anticorps se sont accrochés aux cibles et ont rallié d’autres cellules immunitaires pour les éliminer.

Chez les souris âgées, le traitement unique a revigoré leur système immunitaire. Lorsqu’elles ont été confrontées à un vaccin, les souris ont généré une réponse immunitaire plus forte que leurs pairs non traités et ont facilement combattu les infections virales ultérieures.

Rajeunir le système immunitaire ne consiste pas seulement à lutter contre les agents pathogènes. Un système immunitaire vieillissant augmente le risque de maladies communes problèmes médicaux liés à l'âge, comme la démence, les accidents vasculaires cérébraux et les crises cardiaques.

« L’élimination des facteurs sous-jacents du vieillissement est essentielle à la prévention de plusieurs maladies liées à l’âge. » écrit les scientifiques sur les cellules souches, les Drs. Yasar Arfat Kasu et Robert Signer de l'Université de Californie à San Diego, qui n'ont pas participé à l'étude. L’intervention « pourrait ainsi avoir un impact considérable sur le renforcement de l’immunité, la réduction de l’incidence et de la gravité des maladies inflammatoires chroniques et la prévention des troubles sanguins ».

Succession de cellules souches

Toutes les cellules sanguines proviennent d’une seule source : les cellules souches hématopoïétiques, ou cellules souches sanguines, qui résident dans la moelle osseuse.

Certaines de ces cellules souches finissent par devenir des globules blancs « combattants », notamment des lymphocytes T tueurs qui, comme leur nom l’indique, détruisent directement les cellules cancéreuses et les infections. D’autres deviennent des cellules B qui pompent des anticorps pour marquer les envahisseurs en vue de leur élimination. Cette unité du système immunitaire est surnommée « adaptative » car elle peut lutter contre de nouveaux intrus que le corps n’a jamais vu.

De plus en plus de cellules souches sanguines se transforment en une myriade d’autres types de cellules immunitaires, y compris celles qui dévorent littéralement leurs ennemis. Ces cellules forment l’unité immunitaire innée, présente à la naissance et constituant la première ligne de défense tout au long de notre vie.

Contrairement à leurs camarades adaptatifs, qui ciblent plus précisément les envahisseurs, l’unité innée utilise une stratégie de « tout brûler » pour combattre les infections en augmentant l’inflammation locale. C'est une arme à double tranchant. Bien qu’utile chez les jeunes, avec l’âge, l’unité devient dominante, provoquant une inflammation chronique qui endommage progressivement l’organisme.

La raison en est l’origine des cellules souches du système immunitaire.

Les cellules souches sanguines sont de plusieurs types. Certains produisent les deux unités immunitaires de manière égale ; d’autres sont orientés vers l’unité innée. Avec l'âge, cette dernière prendre progressivement le relais, augmentant l’inflammation chronique tout en diminuant la protection contre les nouveaux agents pathogènes. C’est en partie la raison pour laquelle il est conseillé aux personnes âgées de se faire vacciner contre la grippe et pourquoi elles ont été les premières à être vaccinées contre le Covid-19.

La nouvelle étude décrit une approche pratique pour rééquilibrer le système immunitaire âgé. Grâce à une thérapie basée sur les anticorps, les scientifiques ont directement effacé la population de cellules souches responsables de l’inflammation chronique.

Bain de sang

Comme la plupart des cellules, les cellules souches sanguines possèdent une empreinte digitale unique : un ensemble de protéines qui parsèment leur surface. Un sous-ensemble de cellules, appelé my-HSC, est plus susceptible de produire des cellules dans le système immunitaire inné, qui déclenche une inflammation chronique avec l'âge.

En exploitant plusieurs ensembles de données sur l’expression génique de cellules souches sanguines, l’équipe a découvert trois marqueurs protéiques qu’elle pourrait utiliser pour identifier et cibler les cellules my-HSC chez les souris âgées. Ils ont ensuite conçu un anticorps pour cibler les cellules en vue de leur élimination.

Juste une semaine après l'avoir administré à des souris âgées, l'anticorps avait réduit le nombre de cellules myHSC dans leur moelle osseuse sans nuire aux autres cellules souches sanguines. Un dépistage génétique a confirmé que le profil immunitaire des souris ressemblait davantage à celui des jeunes souris.

Le traitement one-shot a duré «de manière frappante" longtemps, ont écrit Kasu et Signer. Une seule injection a réduit les cellules souches gênantes pendant au moins deux mois, soit environ un douzième de la durée de vie d'une souris. Les my-HSC n’étant plus dominantes, les cellules souches sanguines saines ont gagné du terrain dans la moelle osseuse. Pendant au moins quatre mois, les souris traitées ont produit plus de cellules dans l’unité immunitaire adaptative que leurs pairs du même âge, tout en présentant moins d’inflammation globale.

Comme test ultime, l'équipe a testé des souris âgées avec un virus difficile. Pour vaincre l’infection, plusieurs composants du système immunitaire adaptatif ont dû s’activer et travailler de concert.

Certaines souris âgées ont reçu un vaccin et un traitement aux anticorps. D’autres n’ont reçu que le vaccin. Les personnes traitées avec l’anticorps ont développé une réponse immunitaire protectrice plus importante. Lorsqu’ils ont reçu une dose du virus, leur système immunitaire a rapidement recruté des cellules immunitaires adaptatives et a combattu l’infection, alors que ceux qui n’ont reçu que le vaccin ont eu du mal.

Rétablir l'équilibre

L’étude montre que toutes les cellules souches sanguines ne sont pas identiques. L’élimination de ceux qui provoquent l’inflammation modifie directement « l’âge » biologique de l’ensemble du système immunitaire, lui permettant de mieux faire face aux changements dommageables dans le corps et de combattre les infections.

Comme une poubelle qui fuit, les cellules immunitaires innées peuvent déverser des molécules inflammatoires dans leur voisinage. En nettoyant la source, l’anticorps aurait également pu modifier l’environnement dans lequel vivent les cellules, afin qu’elles soient mieux à même de prospérer pendant le vieillissement.

De plus, le système immunitaire est un « œil dans le ciel » pour surveiller le cancer. La relance de la fonction immunitaire pourrait restaurer les systèmes de surveillance nécessaires à l’élimination des cellules cancéreuses. Le traitement par anticorps ici pourrait potentiellement s'associer à la thérapie CAR T ou aux thérapies anticancéreuses classiques, telles que la chimiothérapie, comme un double coup de poing contre la maladie.

Mais il n'arrivera pas bientôt dans les cliniques. Sans revers inattendus ni problèmes réglementaires, l'équipe estime trois à cinq ans avant de tester chez l'homme. Dans une prochaine étape, ils cherchent à étendre la thérapie pour lutter contre d'autres troubles liés à un dysfonctionnement du système immunitaire.

Crédit image: Volker Brinkmann

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• La source: https://singularityhub.com/2024/03/29/a-new-treatment-rejuvenates-aging-immune-systems-in-elderly-mice/