Comment se produisent les réactions allergiques respiratoires ? L'Université Westlake a fait une nouvelle découverte

En automne, un petit grain de pollen peut facilement provoquer une réaction allergique dans le corps humain. Que sont exactement les allergies ? Que se passe-t-il au niveau du système immunitaire lorsqu’une réaction allergique se produit ?

En fait, le processus d’allergie est beaucoup plus compliqué qu’on ne le pense. Récemment, le groupe de recherche de Xu Heping de l'Université Westlake et du Laboratoire Westlake a publié un résultat de recherche intitulé « Les gouttelettes lipidiques extracellulaires chargées d'Alarmin induisent une infiltration des neutrophiles des voies respiratoires pendant l'inflammation de type 2 » dans la revue Immunity. Des études ont montré que les gouttelettes lipidiques extracellulaires libérées par les cellules lymphoïdes innées du groupe 2 (ILC2) peuvent activer et recruter des neutrophiles, favorisant ainsi les réponses inflammatoires allergiques dans les voies respiratoires.

Cette découverte élargit la compréhension de l'interaction entre les cellules lymphoïdes innées de type 2 (ILC2) et les neutrophiles, propose une nouvelle voie de communication immunitaire indépendante du mécanisme traditionnel de recrutement des cellules effectrices en aval médié par les cytokines de type 2, et révèle les gouttelettes lipidiques comme un nouveau vecteur de transmission d'informations entre les cellules immunitaires, offrant une nouvelle perspective pour comprendre le mécanisme potentiel d'accumulation anormale de neutrophiles dans les maladies allergiques telles que l'asthme sévère.

Ce projet de recherche de l’équipe de Xu Heping se concentre sur le mécanisme de la réponse inflammatoire de type 2. Dans des études antérieures, la réponse inflammatoire de type 2 est un mécanisme de défense important du corps contre les agents pathogènes plus gros tels que les parasites envahisseurs et les allergènes, et constitue également un facteur clé dans le maintien de l'équilibre physiologique de divers systèmes du corps. Cependant, une réponse inflammatoire de type 2 hyperactive peut conduire à des maladies chroniques telles que les allergies. Ces maladies inflammatoires chroniques manquent actuellement de traitements efficaces dans la pratique clinique, ce qui affecte gravement la qualité de vie des patients et pèse sur la situation socio-économique.

La principale caractéristique de la réponse inflammatoire de type 2 est la production de cytokines inflammatoires de type 2 telles que l’interleukine (IL)-4, l’IL-5 et l’IL-13. Les cellules lymphoïdes innées de type 2 sont des régulateurs clés des réponses inflammatoires de type 2. En sécrétant de grandes quantités de cytokines inflammatoires de type 2, les cellules lymphoïdes innées de type 2 activées peuvent activer les cellules effectrices en aval, favorisant ainsi l'apparition de réponses inflammatoires de type 2. On peut dire que les cellules lymphoïdes innées de type 2 sont l’un des « interrupteurs » importants de la réponse inflammatoire de type 2.

Les données cliniques montrent également que le nombre de neutrophiles dans les voies respiratoires des patients souffrant d’asthme sévère augmente également de manière significative. Le groupe de recherche de Xu Heping a utilisé différentes souris déficientes en cellules immunitaires pour construire un modèle d'asthme. Deux séries d’expériences ont prouvé qu’il existe une corrélation entre l’ILC2 et les neutrophiles, et que l’ILC2 peut recruter des neutrophiles pour infiltrer les voies respiratoires afin de participer aux réponses inflammatoires allergiques.

La chaîne complète d’apparition des allergies respiratoires devient progressivement claire. Tout d’abord, les allergènes tels que les virus, les acariens et les agents pathogènes pénètrent dans l’organisme par les voies respiratoires. Après que les voies respiratoires entrent en contact avec ces allergènes, la cytokine inflammatoire IL-33, qui existe principalement dans les cellules épithéliales, reçoit ces signaux allergiques et active les cellules lymphoïdes innées de type 2. L'ILC2 activé sécrétera HMGB1, informera et recrutera les neutrophiles.

Par la suite, l'équipe de recherche a découvert et prouvé, grâce à une série d'expériences, que les « gouttelettes lipidiques » sont le principal lieu de stockage des lipides neutres dans les cellules. En plus de stocker de l’énergie, ils jouent également un rôle important dans le transport membranaire, la dégradation des protéines et la transduction du signal.

Les gouttelettes lipidiques sont de petites boules contenant de la graisse, enveloppées par une couche de membrane. Lorsqu’une inflammation se produit, les gouttelettes lipidiques sont libérées à l’extérieur de la cellule. Des groupes de molécules protéiques clés vont « s'accrocher » aux gouttelettes lipidiques et se fixer aux protéines membranaires des gouttelettes lipidiques, comme si l'on mettait une « couronne » sur les gouttelettes lipidiques. Lorsqu'ils arrivent à l'extérieur de la cellule, certains HMBG1 s'arrêteront à mi-chemin, tandis que d'autres atteindront la fin, indiquant aux neutrophiles qu'une inflammation se produit dans les voies respiratoires et demandant du soutien.

Les résultats de recherche précédemment publiés par l'équipe de Xu Heping ont révélé que les gouttelettes lipidiques intracellulaires peuvent servir de réserves d'énergie pour soutenir la prolifération rapide des ILC2, favorisant ainsi les réponses inflammatoires de type 2 (Zang et al, Immunity 2023). La nouvelle avancée cette fois-ci est la découverte que l'ILC2 peut libérer des gouttelettes lipidiques transportant des molécules d'alarmine HMGB1 dans l'environnement extracellulaire. Ces gouttelettes lipidiques extracellulaires peuvent activer et recruter efficacement les neutrophiles pour infiltrer les voies respiratoires, aggravant ainsi la réponse inflammatoire allergique.