Dès notre premier souffle, nos poumons sont exposés à des micro-organismes, tels que des bactéries et des virus. Grâce aux cellules immunitaires des poumons, appelées macrophages, nous sommes protégés de la plupart des infections dès notre plus jeune âge. Dans une nouvelle étude publiée dans le Journal of Experimental Medicine, des chercheurs du Karolinska Institutet montrent comment les macrophages pulmonaires se développent ; de nouvelles découvertes qui peuvent aider à réduire les dommages aux organes et qui sont significatifs pour le développement continu d’importants traitements des maladies pulmonaires.
Les macrophages pulmonaires commencent à se développer chez l’homme dès la naissance, lorsque les poumons sont gonflés pour la première fois avec l’air inhalé. Malgré l’importance des macrophages pulmonaires dans le système immunitaire, on ne savait pas jusqu’à présent comment ils se développent chez l’homme, car les études in-vivo chez l’homme sont difficiles à mener.
Cependant, à l’aide d’un modèle, des chercheurs de l’Institut Karolinska ont maintenant pu étudier directement le développement des macrophages humains dans un poumon vivant. L’étude a permis de découvrir que les macrophages pulmonaires se développent de deux manières différentes.
“Dans le premier type de développement, les macrophages pulmonaires proviennent de cellules précurseurs déjà présentes dans le foie du fœtus”, explique Tim Willinger, professeur associé au département de médecine de Huddinge, Karolinska Institutet, qui a dirigé l’étude. “Après notre naissance, ces cellules précurseurs passent du foie aux poumons via la circulation sanguine. Dans les poumons, elles sont alors exposées à divers facteurs de croissance, ce qui les aide à se développer en macrophages pulmonaires “matures”. Le deuxième type de développement se produit plus tard dans la vie. À ce moment-là, ils se développent à partir de cellules précurseurs adultes, appelées monocytes, qui se trouvent dans le sang.”
Une expression génétique similaire mais des fonctions différentes
Les chercheurs ont également cherché à savoir si l’origine des macrophages pulmonaires affectait leur fonction. Ils ont pu constater que les macrophages pulmonaires, quelle que soit leur origine, avaient une expression génétique similaire mais des fonctions différentes.
“Nous avons découvert que les cellules précurseurs fœtales se divisent plus rapidement que les cellules précurseurs adultes”, explique le premier auteur de l’étude, Elza Evren, doctorante dans le groupe de recherche de Tim Willinger. “Les cellules précurseurs fœtales peuplent donc les poumons plus rapidement, ce qui est important au début de la vie pour éliminer rapidement les micro-organismes et autres particules inhalées.”
Tim Willinger, professeur associé au département de médecine, Huddinge, Karolinska Institutet, et le premier auteur Elza Evren, doctorante dans l’équipe de recherche de Tim Willinger. Crédit : Tiphaine Parrot
Les macrophages pulmonaires dérivés de cellules précurseurs adultes se sont au contraire révélés être fortement activés par l’interféron, une protéine qui a pour mission de défendre contre les infections virales. Il est donc très probable que ce type particulier de macrophage pulmonaire ait une fonction importante dans le système immunitaire pour aider à combattre les virus.
Les chercheurs ont également pu constater que ces macrophages pulmonaires sont similaires aux macrophages pro-inflammatoires, qui peuvent être suractivés et contribuer à de graves lésions pulmonaires dans des maladies telles que le cancer du poumon. COVID-19.
Limiter les dommages aux poumons et promouvoir de nouveaux traitements
Ces nouvelles découvertes contribuent à une meilleure compréhension de l’origine et de la fonction des macrophages pulmonaires. La cellule progénitrice fœtale humaine que les chercheurs ont identifiée est une cellule potentielle qui peut être ciblée pour régénérer les macrophages protecteurs des tissus, limiter les dommages aux organes et promouvoir la réparation des tissus dans un poumon blessé. Ces découvertes peuvent également favoriser le développement de nouveaux traitements pour un certain nombre de maladies pulmonaires.
L’étude a été soutenue par des subventions du Conseil suédois de la recherche, de SciLifeLab, de la Fondation Knut et Alice Wallenberg, du Karolinska Institutet, du Centre pour la médecine innovante (CIMED), de la Région de Stockholm, de la Fondation suédoise cœur-poumon, de Petrus och Augusta Hedlunds Stiftelse et de l’Académie royale des sciences de Suède. L’un des auteurs de Université de Yale a signalé des conflits d’intérêts, qui sont décrits en détail dans l’article scientifique.
Référence : “CD116+ fetal precursors migrate to the perinatal lung and give rise to human alveolar macrophages” par Elza Evren, Emma Ringqvist, Jean-Marc Doisne, Anna Thaller, Natalie Sleiers, Richard A. Flavell, James P. Di Santo et Tim Willinger, 12 janvier 2022, Journal of Experimental Medicine.
DOI : 10.1084/jem.20210987.
