La plupart des humains ont des infections à longue durée de vie dans divers tissus, y compris dans le système nerveux – qui n’entraînent généralement pas de maladie. Les microbes associés à ces infections entrent dans un stade latent au cours duquel ils se cachent tranquillement dans les cellules, jouant au long jeu pour échapper à la capture et assurer leur propre survie. Mais un manque de modèles naturels pour étudier ces étapes au repos a conduit à des lacunes dans la compréhension des scientifiques de la façon dont la latence contribue à la persistance des agents pathogènes et si ces étapes peuvent être ciblées par le système immunitaire.
Maintenant, une équipe dirigée par des chercheurs de l’Université de Pennsylvania en médecine vétérinaire montre que le système immunitaire reconnaît en effet le stade latent du parasite Toxoplasma gondii, qui provoque une toxoplasmose – réduisant certaines hypothèses communes sur la façon dont le système immunitaire traite des infections dans le cerveau.
L’étude est publiée dans Microbiologie de la nature.
Le professeur de Penn Vet Christopher A. Hunter, l’auteur principal du journal, a déclaré que cette connaissance soutient l’idée que les kystes de toxoplasma gondii peuvent être ciblés et peut-être même effacés, et les résultats ont des implications pour d’autres infections et thérapies futures potentielles. Le document montre également comment les kystes favorisent la survie mutuelle du parasite et de l’hôte.
Dans son stade latent, Toxoplasma gondii forme des kystes à longue durée de vie dans les neurones du cerveau, ce qui aide le parasite à échapper à la réponse immunitaire de l’hôte. Cependant, dans cette étude, les chercheurs ont constaté que certaines cellules T peuvent cibler les neurones contenant des kystes, favorisant ainsi le contrôle des parasites. Mais il y a un compromis: ils ont également constaté que lorsque les kystes ne sont pas formés, il y a une charge de parasite encore plus élevée et des dommages accrus au cerveau.
« Il y a cet équilibre entre les agents pathogènes qui doivent s’installer dans l’hôte mais ne pas développer autant que cela est préjudiciable à l’hôte, car si l’hôte décède, l’agent pathogène peut ne pas survivre », explique l’auteur Lindsey A. BlAlberg, qui, au moment de la recherche, était un doctorant du laboratoire de Hunter.
Le toxoplasma gondii provoque une toxoplasmose, une infection asymptomatique pour la plupart des personnes en bonne santé mais présente un plus grand risque pour ceux qui sont immunodéprimés ou enceintes. Elle est causée par la consommation de viande contaminée et mal cuite et par l’exposition à des excréments de chats infectés, car les félins sont le seul animal dans lequel le parasite peut se reproduire sexuellement.
La co-auteure Julia N. Eberhard, étudiante doctorale en immunologie, souligne deux résultats qui vont à l’encontre de la littérature préexistante et des notions communes parmi les immunologues. Elle dit que les scientifiques ont longtemps pensé que les kystes de toxoplasma gondii pouvaient se cacher dans les neurones pour prévenir la reconnaissance immunitaire, mais cette étude a montré que « les neurones ne sont pas un refuge complet pour les agents pathogènes ».
Eberhard dit qu’une autre croyance communément détenue était que le parasite doit former des kystes pour pouvoir persister, mais en regardant une souche de parasite qui ne pouvait pas se convertir au stade du kyste, les chercheurs ont constaté que le système immunitaire ne dégageait pas le parasite. Ils pouvaient encore identifier les parasites chez la souris six mois plus tard, ce qu’Eberhard a trouvé très surprenant.
La modélisation mathématique a confirmé indépendamment les résultats expérimentaux et a indiqué que la pression immunitaire sur le stade latent de Toxoplasma gondii pourrait expliquer la montée et la chute observées en nombre de kystes. Cela a été fait par Aaron Winn, un doctorant au Département de physique et d’astronomie de la School of Arts & Sciences.
MALLBERG dit que ce document est survenu parce que le co-auteur Sebastian Lourido, professeur agrégé de biologie au MIT, avait identifié le mécanisme moléculaire clé qui permet au parasite de devenir latent et voulait savoir ce qui se passerait si le parasite ne pouvait pas former des kystes.
De plus, la co-auteur Anita Koshy, neurologue et scientifique de l’Université de l’Arizona, avait des preuves que certains neurones pouvaient se débarrasser de cette infection.
Bien que le toxoplasma gondii soit un micro-organisme pertinent pour étudier en soi, il est également utile pour favoriser la compréhension des scientifiques des infections du système nerveux par des stades latentes chez l’homme qui n’ont pas de modèles de souris, tels que le cytomégalovirus.
« Ce qui le rend spécial, c’est le fait que c’est un modèle tractable que nous pouvons utiliser dans le laboratoire et ensuite appliquer ce que nous avons appris à d’autres infections », explique Mandberg.
Pour l’avenir, Hunter dit que son laboratoire continue de déterminer si les cellules T reconnaissent directement les neurones et d’étudier la réponse des cellules T plus en détail.
