Le système immunitaire du cerveau

Le système nerveux central (SNC) a longtemps été considéré comme un site immunoprivilégié à cause de la présence de la barrière · hémato-encéphalique . (BHE). De plus, il semblait dissimulé du système immunitaire par le peu d’ expression des produits du complexe majeur d’histocompatibilité (CMH) et l’absence de drainage lymphatique (Renaud et al. 2015). Cependant, au cours des dernières décennies, l’accumulation d’évidences scientifiques impressionnantes a fait s’écrouler ce modèle. En effet, de nombreuses manifestations du système immunitaire peuvent être mises en évidence aussi dans le SNC, notamment lors de maladies auto-immunes, de maladies inflammatoires, lors de simples lésions du tissu nerveux central ou encore après injection d’une puissante immunotoxine bactérienne, le lipopolysaccharide (LPS) (Wen et al. 2017; Shabab et al. 2017).

Le système immunitaire du cerveau 

La barrière hé mato-encéphalique

Première protection du SNC, la BHE est une barrière physiologie, à composante cellulaire, dans le cerveau et la moelle épinière séparant le parenchyme cérébral de la circulation sanguine. Elle permet le maintien de l ‘homéostasie cérébrale et offre une protection contre les agents pathogènes circulants. En effet, dans le SNC, les cellules endothéliales des capillaires du SNC sont non fenestrées, contrairement à la majorité des cellules endothéliales périphériques. Ces cellules sont reliées entre elles par des jonctions serrées constituées de protéines transmembranaires telles que les occludines, les claudines et J AM (junctional adhesion molecules) . Les jonctions adhérentes sont assurées par l’interaction entre des protéines transmembranaires, les cadhérines. Ces dernières sont à leur tour liées au cytosquelette à l’ aide de protéines adaptatrices, telles que ZO 1, Z02 (zonula occludens protein 1 et 2) et des caténines. En somme, les conséquences sont d’une part une absence de flux intercellulaire due aux jonctions serrées et d’ autre part un flux transcellulaire réduit (Renaud et al. 2015; Daneman and Prat 2015).

De plus, la lame basale des capillaires sangums, entourant les cellules endothéliales, constitue un rempart supplémentaire. Elle assure un support physique pour l’ arrimage et la migration de certaines cellules par l’ expression d’intégrines. Également, elle agit comme barrière contre le passage de cellules ou de macromolécules indésirables de par sa constitution matricielle composée de collagène de type IV, de laminine, de protéoglycanes et de fibronectine.

Quant aux péricytes, ils sont distribués sur 20 à 30 % de la surface des cellules endothéliales et régulent leur différenciation et leur prolifération. Grâce aux propriétés contractiles de leurs projections cellulaires qui entourent les cellules endothéliales, ils peuvent modifier le diamètre des vaisseaux sanguins en réponse à l’ activité neuronale.

Finalement, la glia limitans vient compléter la BHE en recouvrant plus de 99 % de la surface des capillaires du SNe . Les pieds astrocytaires qui la forment sont reliés entre eux par des jonctions communicantes et adhérentes. La glia limitans régule la morphologie et la perméabilité de la BHE en contrôlant l’ expression de certaines protéines des cellules endothéliales. De manière intéressante, il a été démontré que les astrocytes sont capables de restaurer les propriétés des cellules endothéliales cérébrales in vitro, ce qui pourrait être dû à des facteurs solubles tels que TGF-~l (transforming growth factor {JI), GDNF (glial derived neurotrophic factor), bFGF (fibroblast growth factor) (Ramsauer, Krause, and Dermietzel 2002).

Les cellules de la neuroimmunité 

Deuxième protection du SNC, les cellules gliales, qui participent à l’environnement des neurones et sont capables d’immunité dynamique. D’abord, les cellules gliales (glioblastes) apparaissent pendant le développement embryonnaire, après les neuroblastes, mais avant les cellules gliales radiaires, puisque ces dernières apparaissent même avant la fin de la neurogenèse . Autrefois, on pensait la fonction des cellules gliales réduite au maintien et au support des neurones. Depuis les années 1990, cette vision est révolue et il est maintenant bien établi que ces cellules contribuent à plusieurs autres fonctions, notamment la protection du SNC.

En effet, suite à une insulte, les cellules gliales sont activées et participent à la cicatrisation ou à la réaction immunitaire, c’est le mécanisme de « gliose réactive ».

Il Y a alors un changement de leur conformation, une modulation de l’ expression des récepteurs cellulaires et la production d’une panoplie de médiateurs inflammatoires. Ainsi, l’immunité cérébrale sera modulée par les astrocytes, les oligodendrocytes et les neurones, malS surtout par les cellules microgliales. En effet, lorsqu’il est question d’inflammation au sein du SNe, c’est la microglie, la cellule résidente à vocation immune du tissu, qu’on accuse d’ emblée de débordements .

Les astrocytes
D’origine neuroectodermique, les astrocytes sont les cellules les plus abondantes du SNC, représentant 40 % de la totalité de la population de cellules gliales (Lee and Suk 2017). Ils participent à la formation et le maintien de la glia limitans de la BHE grâce à leurs extensions cytoplasmiques, régulent le flux sanguin, assurent l’approvisionnement en nutriments et le métabolisme énergétique du SNC, participent à la neurotransmission, à la détoxification du milieu extracellulaire notamment par capture du glutamate, et maintiennent la balance ionique du milieu extracellulaire. Les astrocytes sont également bien outillés pour assister la microglie dans sa fonction de sentinelle et de défense immunitaire (Farina, Aloisi, and Meinl 2007; Gimsa, Mitchison, and Brunner-Weinzierl 2013). Ils expriment le toll-like receptor (TLR) 3 de façon constitutive et peuvent être stimulés pour exprimer plusieurs pattern recognition receptor (PRR), ils sont donc aptes à reconnaître et à réagir à un large éventail de situations dangereuses auquel est soumis le SNC (Renaud et al. 2015).