Une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Toronto a découvert une nouvelle voie de communication entre l’intestin et les poumons.
Leurs découvertes mettent en évidence comment un membre peu connu du microbiome intestinal remodèle l’environnement immunitaire des poumons pour avoir des effets à la fois bénéfiques et néfastes sur la santé respiratoire.
« Les microbes intestinaux paisibles vivant à l’intérieur de notre intestin jouent un rôle essentiel dans le contrôle de notre système immunitaire. De plus en plus de preuves impliquent ces micro-organismes commensaux dans des conditions qui affectent d’autres organes tels que les poumons, le cerveau, la peau ou les articulations », explique Arthur Mortha, professeur agrégé d’immunologie à Faculté de médecine Temerty de l’Université de Toronto.
Au cours des dernières décennies, les changements dans la composition de la communauté microbienne intestinale ont été associés à une série de caractéristiques et de pathologies, notamment l’obésité, les allergies, le cancer et les troubles de santé mentale. Cependant, ces études se sont largement concentrées sur les bactéries, qui représentent la plus grande fraction des microbes présents dans la communauté intestinale.
Dans une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans la revue CelluleMortha et ses collègues se sont concentrés sur une catégorie différente de micro-organismes appelés protozoaires. Ces microbes sont également unicellulaires comme les bactéries, mais de taille beaucoup plus grande et avec des corps plus complexes. Alors que la plupart des protozoaires connus sont classés comme parasites, plusieurs espèces moins connues peuvent vivre en relations symbiotiques avec leurs hôtes animaux.
« Notre objectif était de comprendre l’impact des espèces de protozoaires commensaux présentes dans l’intestin sur l’évolution des maladies et sur notre santé globale », explique Mortha, qui est également titulaire de la Chaire de recherche du Canada en immunologie des muqueuses.
Le projet a été dirigé par Kyle Burrows, chercheur postdoctoral au laboratoire de Mortha, qui rejoindra l’Université Simon Fraser en tant que professeur adjoint au début de 2025.
Pour leur étude, les chercheurs ont examiné un protozoaire appelé Tritrichomonas musculis, ou T. mu, qui réside de manière inoffensive dans l’intestin des souris.
Ils ont découvert que les souris colonisées par T. mu présentaient des taux étonnamment élevés de cellules immunitaires spécifiques dans leurs poumons. Surtout, les chercheurs ont montré que certaines de ces cellules immunitaires provenaient de l’intestin et se déplaçaient vers les poumons, où elles affinaient l’environnement immunitaire local et modifiaient les résultats liés aux maladies et infections respiratoires.
En déclenchant la production et la migration de ces cellules immunitaires de l’intestin vers les poumons, T. mu fonctionne comme « un conducteur dans l’intestin qui orchestre le système immunitaire pour peupler d’autres régions du corps », explique Mortha.
L’une des principales conclusions de l’étude était que les changements immunitaires dans les poumons induits par T. mu aggravaient l’inflammation des voies respiratoires causée par l’asthme allergique, mais semblaient avoir un effet protecteur contre les infections respiratoires.
En collaboration avec le professeur de génétique moléculaire Jun Liu, les chercheurs ont travaillé au centre de confinement élevé de Toronto pour étudier l’impact de l’altération du paysage immunitaire sur la tuberculose. Ils ont découvert que des niveaux plus élevés de cellules immunitaires dans les poumons des souris colonisées par T. mu servaient de bouclier antimicrobien dans les voies respiratoires, aidant à contenir les infections tuberculeuses et retardant sa propagation à d’autres organes.
Mortha note que ces résultats concordent avec ce que son équipe a observé précédemment concernant les effets opposés de T. mu sur différents aspects de la santé intestinale chez la souris. « Ce protozoaire a un impact très fort sur le système immunitaire du tractus intestinal », explique-t-il. « Cela exacerbe le développement du cancer colorectal et des maladies inflammatoires de l’intestin, mais cela donne également à l’hôte la capacité de résister à des infections très graves. »
Les chercheurs ont également analysé des échantillons d’expectorations provenant de personnes souffrant d’asthme sévère. Ils ont recherché des signatures génétiques de protozoaires associés à l’homme et ont identifié un signal plus élevé dans les échantillons provenant de patients asthmatiques sévères par rapport aux patients souffrant d’une maladie pulmonaire inflammatoire non asthmatique, ce qui suggère que leurs observations chez la souris pourraient également être pertinentes chez les patients.
Mortha pense que ces découvertes ouvrent la porte à de nouvelles approches de diagnostic et de traitement de l’asthme et potentiellement d’autres maladies inflammatoires chroniques.
Par exemple, la présence de protozoaires spécifiques pourrait être utilisée pour prédire si un patient développera un asthme sévère et pourrait indiquer quels médicaments fonctionneront le mieux pour lui en fonction des voies immunitaires activées par les protozoaires.
« Pourrions-nous prévenir ou ralentir le développement de l’asthme avec des traitements qui ne se limitent pas aux poumons mais sont plutôt adaptés au tractus intestinal ? » demande-t-il.
Au-delà du poumon, les chercheurs se tournent désormais vers d’autres organes qui peuvent également être modulés par le microbiome intestinal et vers le suivi du parcours des cellules immunitaires de l’intestin vers ces organes.
« La migration des cellules immunitaires d’un organe à un autre représente une nouvelle façon dont les organes peuvent communiquer entre eux, notamment via les microbes présents dans l’intestin », explique Mortha.
« Cela change la façon dont nous percevons notre relation avec notre microbiome et montre que nous ne devrions pas seulement nous concentrer sur les bactéries, mais également inclure les protozoaires et autres microbes négligés pour approfondir notre compréhension de la santé et des maladies. »
