Comment les poumons se défendent contre les virus

En cas d'infection grippale sévère par des virus Influenza, les patients souffrent souvent de difficultés respiratoires. En effet, le virus endommage le tissu pulmonaire, de sorte que moins d'oxygène de l'air pénètre dans le corps lors de la respiration. Dans les cas graves, cela peut entra?ner la mort. Des chercheurs de l'équipe de Manfred Kopf, de l'Institut des sciences moléculaires de la santé de l'ETH Zurich, ont étudié sur des souris comment le système immunitaire inné maintient la fonction pulmonaire en cas d'infection virale. Un certain type de cellules immunitaires, appelées macrophages alvéolaires, joue un r?le décisif dans ce processus. "Ils sont absolument essentiels à la survie", explique Manfred Kopf. Lors de l'expérience, les chercheurs ont infecté des souris avec le virus de la grippe de type H1N1. Alors que les souris normales ont survécu à l'infection, les animaux génétiquement modifiés, dépourvus de macrophages alvéolaires, sont morts. La raison : leur fonction pulmonaire était si fortement réduite qu'elles ne recevaient plus assez d'oxygène.

Les macrophages alvéolaires sont des cellules phagocytaires spécialisées qui se trouvent dans les alvéoles pulmonaires. C'est là que peuvent arriver les agents pathogènes qui sont inhalés avec l'air. Ils s'accrochent au mucus qui recouvre la surface des alvéoles pulmonaires. Jusqu'à présent, on pensait que les macrophages alvéolaires protégeaient surtout des bactéries et des champignons en les mangeant avec le mucus. "Mais le fait qu'ils protègent l'organisme contre les complications potentiellement mortelles d'une infection grippale est une nouveauté", explique le Dr Kopf.

Aspirateurs cellulaires

Les macrophages le font toutefois de manière indirecte : Ils ne combattent pas le virus lui-même, mais éliminent les débris des cellules qui ont été détruites par le virus. "Ils fonctionnent comme une sorte d'aspirateur, en débarrassant les poumons des saletés", explique l'immunologue. En l'absence de cellules phagocytaires, les débris cellulaires et le mucus obstruent les alvéoles pulmonaires et entravent la respiration. L'expérience l'a démontré à l'aide de photos des poumons prises au microscope et de mesures d'oxygène dans le sang. Les chercheurs de l'ETH ont publié les résultats de leur étude en avril de cette année dans la revue PLOS Pathogens.

Dans une étude ultérieure, qui vient d'être publiée dans la revue "Nature Immunology", Kopf et son équipe ont examiné comment les macrophages alvéolaires se forment en premier lieu. Jusqu'à présent, on pensait qu'ils étaient formés, comme toutes les autres cellules du système immunitaire, à partir de cellules souches dans la moelle osseuse et qu'ils migraient ensuite vers les alvéoles pulmonaires via le sang au cours de la vie. Les chercheurs de l'ETH ont désormais pu démontrer sur des embryons de souris que cette hypothèse était fausse. "Les précurseurs des macrophages alvéolaires migrent déjà peu avant la naissance du foie vers les poumons, où ils deviennent des cellules phagocytaires fonctionnelles après la naissance", explique Manfred Kopf. Les cellules adultes peuvent ensuite s'auto-renouveler dans les poumons tout au long de leur vie.

Point de départ pour le traitement de la grippe

Les chercheurs ont également pu décrypter quelles molécules sont nécessaires à ce processus de maturation. Des études antérieures menées par d'autres groupes de recherche avaient déjà donné des indications sur le r?le important joué par le facteur de croissance GM-CSF. Celui-ci est produit par les cellules épithéliales dans les alvéoles pulmonaires et agit comme un messager qui se lie aux macrophages et active dans ceux-ci une molécule de signalisation appelée PPARgamma, qui contr?le des centaines d'autres gènes. "C'était une surprise", dit Kopf. Car jusqu'à présent, PPARgamma était surtout connu pour réguler le métabolisme des cellules graisseuses et la sensibilité à l'insuline. Certains médicaments contre le diabète de l'adulte, appelés thiazolidinediones, agissent sur cette molécule.

Le chercheur espère qu'il sera possible de les utiliser à l'avenir pour traiter la grippe. En effet, l'activation de PPARgamma pourrait soutenir la maturation des macrophages alvéolaires et ainsi renforcer le système immunitaire. "Cela pourrait améliorer la fonction pulmonaire des patients et les aider à surmonter la maladie", explique le Dr Kopf. Mais il s'agit encore de spéculation, car aucune étude n'a encore été menée à ce sujet chez l'homme.