L'intestin du bébé au coeur de l'immunité

Immunité

Par le Dr Travis J. De Wolfe

A propos de cet article

Auteur

Dr Travis J. De Wolfe, PhD

Chercheur postdoctoral

Chercheur postdoctoral dans le Service de Pédiatrie de l’Université de Colombie Britannique, Vancouver, Canada.

Le Dr De Wolfe étudie le rôle du microbiote intestinal dans le déclenchement des infections gastro-intestinales, y compris les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin et les infections à Clostridioides difficile.

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Publié le 01 décembre 2021

Mis à jour le 18 janvier 2022

Sommaire

Chapitres

Le développement de barrières immunitaires innées

Le développement du système immunitaire intestinal commence avant la naissance et se poursuit jusqu’au sevrage du nourrisson. Certaines structures lymphoïdes immatures telles que les plaques de Peyer et les ganglions lymphatiques mésentériques sont conçues in utero. (Fig 1A). Afin de compenser le fait que ces structures ne sont pas encore totalement fonctionnelles, des peptides antimicrobiens (AMP) sont produits par l’épithélium intestinal et servent de barrière défensive en réponse aux premiers colonisateurs bactériens (Fig 1B)^1.Le mucus produit par les cellules caliciformes et sécrété à la surface apicale du tube digestif constitue une autre barrière importante. Ensemble, ces barrières immunitaires innées jouent un rôle décisif pour limiter le contact direct entre le microbiote intestinal et les cellules épithéliales de l’hôte, notamment au cours de l’établissement du microbiote dans l’intestin du bébé.

80% Au moins 80 % des cellules du corps humain productrices d’Ig se trouvent dans l’intestin

Le système immunitaire adaptatif du nouveau-né joue un rôle clef au cours du développement

Des immunoglobulines A (IgA) possédant différents degrés d’affinité envers les micro-organismes du microbiote et les antigènes alimentaires spécifiques ingérés par le nouveau-né sont produits. L’IgA sécrétée se fixe à ces cibles dans le lumen intestinal et limite leur capacité à adhérer à l’épithélium intestinal ou à le pénétrer (Fig 1B)². De la même façon, au moment du sevrage, le microbiote intestinal du nouveau-né se diversifie et va répondre au changement d’alimentation et au développement des cryptes et des villosités intestinales. Cette évolution exige une plus grande protection de la barrière épithéliale grâce à la maturation des structures lymphoïdes locales. Les cellules de Paneth activées commencent à produire des protéines de défense de l’hôte (défensines) à la base des petites cryptes intestinales, permettant ainsi à d’autres cellules épithéliales de cesser de produire des AMP et d’effectuer leur transition. Enfin, la prolifération de cellules épithéliales augmente parallèlement à la sécrétion de mucus (Fig 1C).

L'importance de l'homéostasie intestinale

Au moins 80 % des cellules du corps humain productrices d’Ig se trouvent dans l’intestin³ : c’est donc l’organe effecteur le plus important de l’immunité humorale. Des cellules épithéliales spécialisées dans l’échantillonnage des antigènes (cellules M) exercent une fonction de garde-barrière en facilitant le transport des antigènes – provenant des bactéries commensales, de l’alimentation ou de pathogènes – depuis le lumen intestinal jusqu’aux cellules lymphoïdes sous-jacentes. Ces antigènes sont ensuite digérés par les cellules dendritiques avant d’être présentés au système immunitaire adaptatif.

Conjointement, les différents composants de l’immunité intestinale favorisent l’homéostasie à l’aide de deux stratégies anti-inflammatoires (Fig 1C):

1) L’exclusion immunitaire des antigènes étrangers empêche le microbiote intestinal de coloniser ou de pénétrer la muqueuse intestinale ou en tout cas limite cette colonisation. C’est la sIgA qui remplit cette fonction³.

2) La tolérance orale limite les réponses immunitaires locales et périphériques aux antigènes inoffensifs qui entrent en contact avec la barrière épithéliale⁴. Ce mécanisme est dépendant des lymphocytes Treg qui exercent des fonctions de régulation (Fig 2)³.

Lorsque ces stratégies fonctionnent correctement, la régulation du système immunitaire ainsi que les actions du microbiote commensal favorisant le développement et l’entraînement de ce système donnent naissance à une relation hôte-commensal durable et en équilibre qui a des répercussions sur la santé humaine à long terme⁵.

Au-delà des cellules immunitaires : l’importance de la barrière constituée par le mucus intestinal

Par le Dr. Larissa Celiberto

L’intestin est tapissé d’une unique couche de cellules appelée épithélium intestinal, sur laquelle repose une couche de mucus dense (Fig 1). Ensemble, ces barrières empêchent les microbes de sortir du lumen intestinal et évitent l’activation inutile du système immunitaire par le microbiote³. Le mucus intestinal produit et libère de la mucine 2 (MUC2), une glycoprotéine qui donne sa structure au mucus. Des études récentes montrent que le microbiote intestinal exerce une influence déterminante sur la maturation et le fonctionnement de la couche de mucus, tandis que les types de sucres présents sur la MUC2 peuvent également affecter la capacité des bactéries à s’y fixer ou à utiliser celle-ci ainsi que ses chaînes de glucides comme nutriments⁷. En particulier, l’altération ou le dysfonctionnement de la barrière de mucus peut donner lieu à la pénétration ou au passage de bactéries potentiellement nocives en provenance du lumen intestinal (par exemple, en cas d’intestin perméable), ce qui peut déboucher sur une infection et une inflammation systémiques⁸. Par ailleurs, un défaut de la couche de mucus et une dysbiose intestinale⁹ ont été observés dans plusieurs maladies (dont les maladies inflammatoires chroniques de l’intestin (MICI)^10,11, le diabète¹²…), ce qui souligne l’importance de cette barrière protectrice pour la santé humaine.

Sources

^{1 Kai-Larsen Y, Bergsson G, Gudmundsson GH, et al. Antimicrobial components of the neonatal gut affected upon colonization. Pediatr Res. 2007 May;61(5 Pt 1):530-6.}

^{2 Corthésy B. Multi-faceted functions of secretory IgA at mucosal surfaces. Front Immunol. 2013 Jul 12;4:185.}

^{3 Brandtzaeg P. (2017) Role of the Intestinal Immune System in Health. In: Baumgart D. (eds) Crohn's Disease and Ulcerative Colitis. Springer, Cham.}

^{4 Commins SP. Mechanisms of Oral Tolerance. Pediatr Clin North Am. 2015 Dec;62(6):1523-9.}

^{5 Belkaid Y, Hand TW. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell. 2014 Mar 27;157(1):121-41.}

^{6 Ximenez C, Torres J. Development of Microbiota in Infants and its Role in Maturation of Gut Mucosa and Immune System. Arch Med Res. 2017 Nov;48(8):666-680.}

^{7 Schroeder BO. Fight them or feed them: how the intestinal mucus layer manages the gut microbiota. Gastroenterol Rep (Oxf). 2019 Feb;7(1):3-12.}

^{8 Miner-Williams WM, Moughan PJ. Intestinal barrier dysfunction: implications for chronic inflammatory conditions of the bowel. Nutr Res Rev. 2016 Jun;29(1):40-59.}

^{9 Levy M, Kolodziejczyk AA, Thaiss CA, et al. Dysbiosis and the immune system. Nat Rev Immunol. 2017;17(4):219-232.}

^{10 Swidsinski A, Loening-Baucke V, Theissig F, et al. Comparative study of the intestinal mucus barrier in normal and inflamed colon. Gut. 2007 Mar;56(3):343-50.}

^{11 Johansson ME, Gustafsson JK, Holmén-Larsson J, et al. Bacteria penetrate the normally impenetrable inner colon mucus layer in both murine colitis models and patients with ulcerative colitis. Gut. 2014 Feb;63(2):281-91.}

^{12 Chassaing B, Raja SM, Lewis JD, et al. Colonic Microbiota Encroachment Correlates With Dysglycemia in Humans. Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 2017 Apr 13;4(2):205-221.}