De nombreuses pathologies inflammatoires chroniquesa sont associées à des perturbations de la composition du microbiote intestinal[1]. La flagelline, une protéine bactérienne qui constitue l’organe moteur des bactéries dites “motiles” et donc capables de se déplacer, intéresse depuis longtemps les chercheurs. Cet appareil moteur est caractéristique de certaines bactéries pathogènes car il leur permet d’atteindre et d’envahir alors les cellules de l’hôte.
La flagelline est un constituant bactérien capable d’être reconnu par le système immunitaire, mais la plupart des bactéries motiles du microbiote intestinal sont non pathogènes et n’alertent pas particulièrement le système immunitaire. Plus précisément, la détection de la flagelline par le système immunitaire permet de contrôler le niveau de bactéries motiles[2]. Le mécanisme implique notamment la sécrétion d’anticorps immunoglobulines A (IgA) qui se fixent sur la flagelline. Cette réaction induit alors, de manière très rapide, un arrêt de la production de flagelline par les bactéries ciblées, réduisant ainsi leur motilité. La régulation de la motilité bactérienne par le système immunitaire permet notamment de tenir à l’écart les bactéries qui seraient tentées de s’approcher trop prêt des cellules intestinales de l’hôte. De cette façon, des relations équilibrées peuvent s’établir entre les bactéries et le système immunitaire, la présence de l’un régulant l’activité de l’autre et vice versa.
Dans l’intestin des patients présentant une maladie inflammatoire chronique intestinale (maladie de Crohn, recto-colite hémorragique) ou bien un syndrome métaboliqueb, la flagelline est retrouvée en quantité élevée, et un rapprochement bactérien vers les cellules intestinales de l’hôte est observé [3],[4],[5]. D’autre part, des modèles murins expérimentaux déficients pour certaines molécules de reconnaissance de la flagelline par le système immunitaire, développent un syndrome métabolique et un surpoids [6]. Des travaux ont pu montrer qu’un rapprochement des bactéries motiles vers les cellules de l’hôte est associé chez l’homme à une inflammation intestinale. La paroi intestinale recouverte d’une couche protectrice de mucusc, d’ordinaire exempt de bactéries, est alors pénétrée par celles-ci. Des changements dans la constitution du mucus et l’augmentation de la motilité bactérienne y concourent et des facteurs présents dans les aliments transformés, comme les agents émulsifiants favorisent ces phénomènes [7].
Dans le but de prévenir un défaut de contrôle des bactéries motiles au niveau intestinal, une étude récente a montré qu’on pouvait entraîner le système immunitaire à reconnaître la flagelline chez la souris [8]. Le système immunitaire produit alors une quantité importante d’anticorps IgA dirigés contre la flagelline. Ainsi, plus le taux d’anticorps IgA anti-flagelline produit est élevé, plus le taux de flagelline dans l’intestin des souris, donc de bactéries motiles, diminue. D’autre part, ces chercheurs ont montré que cette immunisation spécifique anti-flagelline empêche le rapprochement bactéries / hôte, protégeant contre le développement des maladies inflammatoires chroniques intestinales et des maladies métaboliques.
Cette étude, réalisée dans des modèles murins expérimentaux, ouvre de nouvelles perspectives dans la prévention et la thérapeutique des maladies inflammatoires chroniques. D’autres recherches par le passé ont utilisé la flagelline combinée à d’autres motifs microbiens comme outils pour induire une réponse vaccinale contre ces motifs microbiens [9],[10],[11].
Il reste néanmoins encore beaucoup de recherches à mener avant que ces travaux soient transposables chez l’homme. Il est par exemple nécessaire d’optimiser le protocole vaccinal utilisé de façon à augmenter la réponse immunitaire contre la flagelline tout en minimisant les effets secondaires éventuels (fièvre, douleurs, etc.). Par ailleurs, d’autres travaux tentent de comprendre pourquoi le système immunitaire est, ou devient, défaillant dans le contrôle de la motilité bactérienne.
a: maladie caractérisée par la persistance dans le temps d’un niveau d’inflammation
b: altération combinée de plusieurs paramètres métaboliques (poids, circonférence abdominale, pression artérielle, lipides sanguins, glycémie à jeûn etc.) prédisposant plus tard au développement de pathologies métaboliques comme l’obésité et le diabète de type 2
c : substance visqueuse qui recouvre la paroi du tube digestif. Certaines cellules de l’intestin sont spécialisées dans sa production. Les principaux composants du mucus, responsables de ses propriétés visco-élastiques et gélifiantes sont les mucines. La quantité et la qualité des couches de mucus varient tout au long du tube gastro-intestinal
Bibliographie
[1] Chassaing, « Microbiota Alterations in Inflammatory Bowel Diseases ».
[2] Cullender et al., « Innate and Adaptive Immunity Interact to Quench Microbiome Flagellar Motility in the Gut ».
[3] Lodes et al., « Bacterial Flagellin Is a Dominant Antigen in Crohn Disease ».
[4] Chassaing et al., « Colonic Microbiota Encroachment Correlates With Dysglycemia in Humans ».
[5] Johansson et al., « Bacteria Penetrate the Normally Impenetrable Inner Colon Mucus Layer in Both Murine Colitis Models and Patients with Ulcerative Colitis ».
[6] Vijay-Kumar et al., « Metabolic Syndrome and Altered Gut Microbiota in Mice Lacking Toll-like Receptor 5 ».
[7] Chassaing et al., « Dietary Emulsifiers Impact the Mouse Gut Microbiota Promoting Colitis and Metabolic Syndrome ».
[8] Tran et al., « Flagellin-Elicited Adaptive Immunity Suppresses Flagellated Microbiota and Vaccinates against Chronic Inflammatory Diseases ».
[9] Stocker et Newton, « Immune Responses to Epitopes Inserted in Salmonella Flagellin ».
[10] Newton et al., « Expression and Immunogenicity of an 18-Residue Epitope of HIV1 Gp41 Inserted in the Flagellar Protein of a Salmonella Live Vaccine ».
[11] Jeon, Ben-Yedidia, et Arnon, « Intranasal Immunization with Synthetic Recombinant Vaccine Containing Multiple Epitopes of Influenza Virus ».
Auteurs
Dr. Emelyne LECUYER