Légende de la photo : Les cellules immunitaires sanguines gardent en mémoire l’information d’infections passées pour ensuite produire davantage de cellules immunitaires comme les macrophages capturés dans cette image, prise par microscopie à fluorescence. © Sieweke lab/CIML.

C’est un fait connu de longue date : le système immunitaire adaptatif a une mémoire. Ainsi, les lymphocytes, après avoir été exposés à un virus ou une bactérie, se spécialisent pour le traquer et l'éliminer. Ces anticorps subsistent durablement dans l’organisme. C'est d'ailleurs sur sur la connaissance de ces mécanismes immunitaires que reposent les principes de la vaccination. 

Plus récemment, des travaux ont suggéré que le système immunitaire dit "inné", qui permet la défense de l’organisme de façon immédiate suite à une infection, a lui aussi de la mémoire. Des chercheurs ont montré que le système immunitaire inné continue d’être plus efficace en cas de réinfection malgré la durée de vie très courte des cellules immunitaires (monocytes ou granulocytes). Curieux, ils ont exploré le phénomène, se doutant que cette mémoire du système immunitaire inné était inscrite dans les cellules souches sanguines. Des "vieilles dames" à durée de vie très longue et qui sont à l’origine de différentes cellules immunitaires matures.

Un exemple simple à comprendre

Pour vérifier cette hypothèse, les chercheurs du Centre d’immunologie de Marseille-Luminy (CNRS/Inserm/Aix-Marseille Université) et du Centre des thérapies régénératives de l’Université technique de Dresde (Allemagne), Sandrine Sarrazin et Michael Siewecke, ont effectué des travaux dont les résultats vient d'être publiés dans la revue Cell Stem Cell. Et de quoi s'agissait-il ? D'une expérience menée avec des souris exposées à une molécule de surface de la bactérie E. coli (lipopolysaccharide ou LPS), un agent pathogène largement utilisé  en laboratoire pour mimer des infections.

Ensuite, les chercheurs ont transféré des cellules souches sanguines prélevées chez ces animaux à d’autres souris non infectées et dont le système immunitaire avait préalablement été détruit. Dans quel but ? Reconstituer entièrement leur système immunitaire à partir de ces cellules souches !

Les chercheurs ont ensuite infecté des souris de ce groupe avec une bactérie vivante de l’espèce P. aeruginosa et ont constaté que le taux de mortalité n’était que de 25 %. Il atteignait en revanche 75 % chez des souris contrôles, c'est à dire celles dont les cellules souches n’avaient jamais été exposées à un agent pathogène. « Ce travail démontre de façon forte que les cellules souches sanguines ont une fonction de mémoire qu’on ne soupçonnait pas. Une première exposition à un pathogène les arme pour mieux affronter une prochaine infection », explique Sandrine Sarrazin, chercheuse INSERM. 

Une protection étendue

Ce mécanisme n’est pas spécifique d’un agent pathogène, c'est à dire l'infection en cause, puisque, dans une autre expérience, une première exposition des cellules souches sanguines à un antigène viral a protégé les souris contre une exposition secondaire à P. aeruginosa, qui n'avait rien à voir avec l'affaire pourtant. De manière surprenante, les scientifiques ont  découvert que la protection apportée par cette mémoire du système immunitaire s’étend au-delà du seul agent infectieux utilisé pour la première infection. 

Les chercheurs se sont ensuite intéressés à la manière dont cette mémoire était codée. En étudiant le génome des cellules souches sanguines des souris infectées, ils ont constaté des modifications durables dans son organisation spatiale. Ces changements étaient susceptibles de modifier l’expression de certains gènes impliqués dans la réponse immunitaire innée. « Lors du premier contact avec l’agent pathogène, des gènes requis pour la réponse immunitaire sont en fait durablement mis en avant pour activer rapidement le système immunitaire lors d’une deuxième infection », explique Bérengère de Laval, première auteure de l’étude. Enfin, l’équipe a recherché des molécules impliquées dans ce changement de structure du génome et a découvert qu’une protéine appelée C/EBP bêta jouait un rôle majeur.

Des recherches pertinentes dans la lutte contre le Covid-19 ?

Ces résultats résonnent tout particulièrement en cette période de pandémie du coronavirus SARS-Cov-2. Des observations récentes suggèrent que le vaccin BCG, connu pour induire lui aussi une mémoire immunitaire innée, agirait également au niveau des cellules souches sanguines et offrirait un certain degré de protection contre les infections respiratoires. Des études sont en cours pour tester son utilité contre le Covid-19. Plutôt rassurant de savoir qu'un vaccin existant, et bien connu, pourrait être efficace, non ?

« Les découvertes de l’équipe pourraient éclairer les mécanismes en jeu dans cette protection au niveau moléculaire et ouvrir de nouvelles pistes vaccinales, y compris contre la Covid-19  », analyse l'INSERM qui a communiqué mardi 12 mai sur ces travaux.
Quant à Michael Sieweke (CNRS/INSERM/ Aix-Marseille Université et Centre des thérapies régénératives de l'Université technique de Dresde), il ne cache pas sa satisfaction devant l'aboutissement des travaux de l'équipe : « Nos découvertes représentent une contribution majeure à la compréhension de la mémoire du système immunitaire et des fonctions des cellules souches du sang. Elles orientent en outre vers de nouvelles stratégies pour stimuler ou limiter la réponse immunitaire dans divers états pathologiques et pourraient permettre d’affiner les stratégies de vaccination actuelles pour une meilleure protection face à divers agents pathogènes, y compris contre le SARS-CoV-2 ». Autrement dit barrer la route à la Covid-19. Vous, je ne sais pas, mais nous, à formeetbienetre.re, on est im-pa-tients de connaître la suite... 

Alixane Nicolas (avec INSERM)/ www.formeetbienetre.re / Le quotidien santé de La Réunion