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Le système immunitaire, un véritable lève-tôt

Illustration montrant un humain repoussant des virus.

L’activité du système immunitaire connaît un pic tôt le matin juste avant le début de la journée.

Photo : SciePro

Radio-Canada

L’activité du système immunitaire fluctue tout au long de la journée, mais connaît un pic tôt le matin juste avant le début de la journée, montrent les travaux de scientifiques européens.

Le Pr Christoph Scheiermann et ses collègues de l’Université de Genève en Suisse ont décrypté les mécanismes de migration cellulaire à la base de la réponse immunitaire. Ils ont constaté que l’activation du système immunitaire est modulée selon le moment de la journée.

Ainsi, le rythme circadien, cette horloge interne qui régule la plupart des processus physiologiques dans un cycle d’environ 24 heures, influe sur la réponse immunitaire.

La fonction immunitaire est au plus haut en phase de repos, juste avant la reprise de l’activité, soit dans l’après-midi pour les souris, des animaux nocturnes, et tôt le matin pour les êtres humains, explique un communiqué publié par l’Université.

Cette nouvelle connaissance laisse à penser que l’heure de la journée devrait possiblement être prise en compte lors de l’administration de vaccins ou d’immunothérapies contre le cancer, pour en augmenter l’efficacité, estiment les chercheurs.

En détail

Pour bien cerner le rôle du rythme circadien dans l’activité immunitaire, les scientifiques ont observé dans un premier temps la capacité migratoire des cellules dendritiques de souris normales et de souris dépourvues d’horloges internes fonctionnelles à quatre moments dans une journée.

Image microscopique montrant des cellules dendritiques de la peau.

La migration des cellules dendritiques de la peau vers les vaisseaux lymphatiques dépend de l'heure de la journée. Cellules dendritiques de souris (en vert) migrant dans les vaisseaux lymphatiques (en rouge). Les vaisseaux sanguins sont en bleu.

Photo : UNIGE/Christoph Scheiermann

Pour que la migration cellulaire puisse se dérouler correctement, il faut que les cellules dendritiques et les cellules des vaisseaux lymphatiques répondent à la rythmicité circadienne, précise dans le communiqué Stephan Holtkamp, le premier auteur de ces travaux.

L’horloge circadienne doit ainsi être fonctionnelle des deux côtés du mécanisme : sur la cellule et dans son environnement. Dans le cas contraire, les pics d’activités n’existeraient plus et le système immunitaire fonctionnerait toujours au ralenti.

Les chercheurs ont ensuite répété leur expérience sur des cellules de peau humaine prélevées à différents moments de la journée.

Nous avons identifié de nombreuses molécules […] qui sont impliquées dans le processus migratoire et dont l'expression est régulée par les horloges circadiennes, explique Christoph Scheiermann.

Les mêmes molécules ont été retrouvées dans les cellules humaines et de souris avec un rythme inversé correspondant aux habitudes de vie des deux espèces. […] Cela confirme que ce rythme est régi par l'activité naturelle selon l'alternance du jour et de la nuit.

D’un système à l’autre

Ils ont ainsi suivi la migration des cellules dendritiques de la peau dans le système lymphatique, considéré comme l’un des piliers de la réponse immunitaire adaptative.

Contrairement au système immunitaire inné qui réagit immédiatement, mais de manière peu ciblée, le système immunitaire adaptatif construit une réponse à long terme spécifique à chaque agent infectieux, expliquent les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Nature Immunology (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Le système immunitaire adaptatif prend des semaines à former une réponse propre à tel ou tel pathogène, mais celle-ci perdure ensuite longtemps grâce à un mécanisme de mémoire cellulaire, explique le Pr Scheiermann.

« C’est typiquement le mécanisme à l’œuvre lors de la vaccination contre un virus, par exemple. »

— Une citation de  Christoph Scheiermann

L’heure du système immunitaire

L’équipe européenne a donc observé que lorsqu’on stimule le système immunitaire à différents moments de la journée, les mêmes oscillations apparaissent, avec un pic le matin.

La question est maintenant de savoir pourquoi le système immunitaire est régi par un rythme oscillatoire.

Les rythmes circadiens fonctionnent comme un système d’économie de l’énergie pour utiliser au mieux les ressources énergétiques selon les besoins les plus immédiats. Serait-ce, alors, le moyen pour le système immunitaire de se mettre sur le qui-vive aux moments où le risque d’exposition à des pathogènes est le plus grand, par le biais de l’ingestion de nourriture ou des interactions sociales? se questionne M. Scheiermann.

Les chercheurs veulent maintenant tenter de mieux expliquer le tout premier stade de la réponse immunitaire, lorsque le pathogène ou le vaccin pénètre dans l’organisme.

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