La neuroinflammation désigne le processus par lequel le système immunitaire inné du cerveau est déclenché à la suite d’un défi inflammatoire tel que ceux posés par une blessure, une infection, une exposition à une toxine, une maladie neurodégénérative ou le vieillissement.

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Suite à l’activation de la réponse immunitaire, certaines activités biochimiques et cellulaires sont déclenchées, ce qui a diverses conséquences physiologiques, biochimiques et comportementales.

Le système nerveux central (SNC) est appelé à entrer en action pour protéger le corps contre les dommages qui lui sont posés. Il s’agit d’une fonction essentielle et innée que le corps a développée pour se protéger et qui, dans des circonstances normales, est modérée par la microglie qui détecte les modifications du milieu qui menacent une perturbation de l’homéostasie.

Cependant, face à une blessure, une infection ou une exposition à une toxine, au vieillissement ou à une maladie neurodégénérative, la microglie régule à la hausse les signaux inflammatoires, ce qui entraîne une neuroinflammation. De cette façon, la réponse codée du SNC peut être protectrice comme prévu, mais aussi nuisible, car le déclenchement d’une réponse inflammatoire aiguë peut devenir chronique et blessante.

La neuroinflammation survient de manière légèrement différente selon sa cause. Ci-dessous, ces types de neuroinflammation sont discutés, et leurs voies spécifiques détaillées.

Lésion

Un coup à la tête avec suffisamment d’impact peut conduire à une lésion cérébrale traumatique, entraînant le déclenchement de mécanismes de réparation dégénératifs. Le déclenchement de ces voies alerte le système immunitaire et l’appelle à générer une réponse inflammatoire.

Donc, suite à un traumatisme crânien, le système immunitaire commence à envoyer des cytokines pro-inflammatoires, comme Il-1β, qui peuvent aggraver les dommages causés par l’impact, entraînant la mort cellulaire et la fragmentation de l’ADN.

La libération supplémentaire de TNF-α avec les cytokines pro-inflammatoires peut parfois conduire à une compromission de la barrière hémato-encéphalique, réduisant sa capacité à fonctionner comme une passerelle vers le cerveau, le protégeant des toxines.

La lésion de la moelle épinière est légèrement différente, elle se produit en trois étapes distinctes. La première étape voit la compression ou la transection de la moelle épinière déclencher des facteurs tels que les déséquilibres des ions sodium et calcium, l’excitotoxicité des glutamates et les dommages causés par les radicaux libres.

Le déclenchement de l’apoptose suite à la blessure, ainsi que la démyélinisation des cellules neuronales conduisent à une inflammation à l’endroit de la blessure. Cela déclenche la deuxième phase, qui active la gliose réactive, l’œdème, la cavitation du parenchyme spinal, et peut conduire à une perte irrécupérable de la fonction de la moelle épinière.

Une réponse inflammatoire déclenchée par une lésion de la moelle épinière est liée à la sécrétion de cytokines pro-inflammatoires telles que l’interleukine 1β (IL-1β), l’interféron-γ (IFN-γ), le facteur de nécrose tumorale α (TNFα), la synthase d’oxyde nitrique inductible (iNOS), l’IL-6 et l’IL-23.

La recréation de ces cytokines déclenche l’activation de la microglie locale et attire les macrophages dérivés de la moelle osseuse, ce qui entraîne une pathogenèse liée à la lésion de la moelle épinière.

Réaction immunitaire périphérique

La barrière hémato-encéphalique a évolué pour protéger le cerveau des toxines qui peuvent pénétrer dans le sang. Elle est constituée de cellules endothéliales et d’astrocytes et forme une barrière physique entre la circulation sanguine et le cerveau.

Les jonctions au niveau des astrocytes régulent ce qui passe à travers la barrière, mais suite à une blessure, celle-ci peut être endommagée, entraînant un afflux de cellules T, de cellules B et de macrophages dans le cerveau ayant pour impact d’aggraver l’inflammation.

Infection

Certaines infections causées par des virus, des bactéries, des champignons et, occasionnellement, des protozoaires ou des parasites, peuvent provoquer une encéphalite (inflammation du cerveau) ou une méningite (inflammation des méninges – les couches de tissu qui recouvrent le cerveau et la moelle épinière). Chaque cause d’infection active une voie légèrement différente menant à la neuroinflammation.

Vieillissement

La dégradation cognitive est souvent liée au vieillissement, mais aussi les maladies neurodégénératives (abordées ci-dessous) ont une prévalence plus élevée dans la population âgée, les deux étant liées à l’inflammation cérébrale.

Les recherches ont montré qu’un cerveau sain mais vieillissant présente des niveaux chroniquement accrus de cytokines pro-inflammatoires et des niveaux réduits de cytokines anti-inflammatoires, démontrant que le facteur de l’âge seul est lié à la neuroinflammation chronique.

Des recherches plus poussées ont permis de découvrir que les cerveaux vieillissants présentent également un nombre accru de microglies activées, signe d’une réponse activée du système immunitaire, démontrant un autre lien entre le cerveau vieillissant et la neuroinflammation.

Maladie neurodégénérative

La maladie neurodégénérative et la neuroinflammation sont intrinsèquement liées. La maladie d’Alzheimer (MA), la maladie de Parkinson (MP) et la sclérose en plaques (SEP) sont toutes liées à la neuroinflammation. Pour commencer, la neuroinflammation est considérée comme une cause majeure de la neurodégradation caractéristique de la MA.

On pense que les personnes atteintes de la maladie ont une abondance de microglie activée qui ne peut pas phagocyter la bêta-amyloïde, ce qui peut conduire ou contribuer à l’accumulation de la plaque.

La neuroinflammation est considérée comme une composante majeure de la MP. On pense que la réponse inflammatoire dans l’intestin peut être liée au déclenchement de la maladie, entraînant une inflammation du cerveau, en particulier de la substantia nigra, et perturbant la production de dopamine, caractéristique de la maladie.

Enfin, la neuroinflammation est considérée comme jouant un rôle majeur dans le déclenchement et la progression de la SEP. Des recherches ont montré que la barrière hémato-encéphalique est perturbée par la présence de cytokines inflammatoires, ce qui permet aux cellules B et aux plasmocytes de pénétrer dans le système nerveux central où ils endommagent la gaine de myéline qui recouvre les neurones. Cette démyélinisation est un symptôme majeur de la maladie.

Maladie psychiatrique

Enfin, il existe un grand nombre de preuves élucidant le rôle de la neuroinflammation dans diverses maladies psychiatriques. Une théorie émergente est que le stress joue un rôle clé dans l’initiation de la dérégulation du système immunitaire dans les maladies psychiatriques, aux côtés de facteurs génétiques, épigénétiques et environnementaux. On a constaté que cette activation du système immunitaire provoque une neurotransmission anormale, entraînant une déficience en sérotonine, et la production accrue de substances neurotoxiques qui s’ajoutent à la progression de la maladie.

Des maladies telles que la schizophrénie, l’autisme, la dépression et d’autres troubles de l’humeur ont été liées à l’inflammation du cerveau, cependant, les mécanismes sous-jacents exacts de la relation sont spécifiques à chaque maladie.

Lectures complémentaires

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• Qu’est-ce que l’immunologie ?
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Citations