Le cerveau est protégé plus rigoureusement que la plupart des organes du corps. L'une de ses principales défenses est la barrière hémato-encéphalique, qui empêche de nombreuses cellules et substances circulant dans le sang de pénétrer dans le tissu cérébral.

En raison de cette protection, les scientifiques se sont longtemps interrogés sur l'origine des microglies — les cellules immunitaires spécialisées du cerveau — chez l'homme.

De nouvelles recherches suggèrent qu'avec l'âge, une partie substantielle de ces cellules pourrait provenir de l'extérieur du cerveau. Les résultats indiquent que les cellules immunitaires formées dans la moelle osseuse peuvent pénétrer dans le cerveau vieillissant et faire partie de son système immunitaire.

Retracer l'origine des cellules

La plupart des cellules immunitaires sont produites à partir de cellules souches présentes dans la moelle osseuse. À mesure que les personnes vieillissent, ces cellules souches accumulent progressivement des mutations uniques. Ces changements génétiques sont ensuite transmis aux cellules sanguines et immunitaires qu'elles produisent. Dans certains cas, certaines cellules souches mutées commencent à se multiplier plus rapidement que d'autres. Ce processus est connu sous le nom d'hématopoïèse clonale.

Les chercheurs ont utilisé ces mutations naturelles comme marqueurs biologiques. Si les cellules trouvées dans le sang et le cerveau portaient les mêmes mutations rares, l'explication la plus probable était que toutes deux provenaient de la même cellule souche de la moelle osseuse.

Ce que les chercheurs ont découvert

L'équipe a examiné des tissus cérébraux post-mortem provenant de 20 adultes âgés. Dans tous les cas, ils ont trouvé des cellules cérébrales portant les mêmes mutations que celles identifiées dans les cellules sanguines des individus.

Cela a fourni une preuve solide que les cellules produites dans la moelle osseuse peuvent pénétrer dans le cerveau humain. Ces cellules ressemblaient également aux microglies à plusieurs égards importants et constituaient une proportion substantielle des cellules immunitaires trouvées dans le tissu cérébral. Les individus âgés semblaient avoir plus de ces cellules dérivées de la moelle osseuse que les personnes plus jeunes.

Cela suggère que le mouvement des cellules immunitaires périphériques vers le cerveau peut augmenter progressivement au cours de la vie d'une personne.

Une transplantation a apporté davantage de preuves

Les chercheurs ont également étudié les tissus d'une personne ayant précédemment reçu une greffe de moelle osseuse. Les cellules de type microglial dans le cerveau portaient les mêmes marqueurs génétiques que les cellules de la moelle transplantée. Ce résultat a offert un soutien supplémentaire à l'idée que les cellules immunitaires provenant de l'extérieur du cerveau peuvent finalement s'y établir.

Selon Julia Belk, co-responsable de l'étude, la recherche pointe vers un influx beaucoup plus important de cellules immunitaires dérivées du sang dans le cerveau humain vieillissant que ce que les scientifiques avaient précédemment reconnu. Elle a également noté que cette découverte pourrait éventuellement créer des opportunités pour concevoir des cellules immunitaires périphériques afin d'administrer des traitements dans le cerveau.

Un lien possible avec la maladie d'Alzheimer

Après avoir confirmé que les cellules dérivées de la moelle osseuse contribuent à la population immunitaire du cerveau, les chercheurs ont exploré si l'hématopoïèse clonale était associée au risque de maladie d'Alzheimer.

Ils ont analysé les données génétiques de dizaines de milliers de personnes. De manière inattendue, la plupart des formes d'hématopoïèse clonale étaient associées à un risque plus faible de maladie d'Alzheimer. Cela ne signifie pas que l'hématopoïèse clonale protège directement contre cette affection. Différentes mutations et populations cellulaires peuvent avoir des effets très différents, et la relation nécessite encore des investigations approfondies.

À ce stade, la découverte montre une association plutôt qu'une relation de cause à effet prouvée.

Pourquoi cela pourrait importer pour le traitement

La barrière hémato-encéphalique est essentielle pour protéger le cerveau, mais elle crée également un obstacle majeur pour la médecine. De nombreuses molécules thérapeutiques potentiellement utiles ne peuvent pas atteindre facilement le tissu cérébral.

Si les cellules immunitaires dérivées de la moelle osseuse traversent naturellement la barrière pour entrer dans le cerveau, les chercheurs pourraient éventuellement utiliser cette voie à des fins thérapeutiques. Par exemple, les cellules immunitaires situées à l'extérieur du cerveau pourraient potentiellement être modifiées pour transporter des molécules bénéfiques, puis les acheminer vers des zones autrement difficiles d'accès.

Une nouvelle vision du vieillissement cérébral

Pendant des années, les microglies étaient largement considérées comme une population autonome maintenue au sein du cerveau tout au long de la vie. Cette étude suggère que la réalité est plus dynamique chez l'homme. À mesure que les personnes vieillissent, le système immunitaire du cerveau peut inclure de plus en plus de cellules qui ont été initialement produites ailleurs dans le corps.

L'implication plus large est que le cerveau vieillissant pourrait être beaucoup plus connecté au système immunitaire périphérique du corps qu'on ne le supposait auparavant.

Comprendre cette connexion pourrait améliorer la connaissance du vieillissement normal du cerveau et aider éventuellement les chercheurs à concevoir de nouvelles approches pour les maladies neurologiques et neurodégénératives.