Infection des voies respiratoires chez les nouveau-nés entraînant une neuroinflammation du tronc cérébral

Introduction au contexte de recherche

Les infections des voies respiratoires sont l’une des maladies et des causes de morbidité les plus courantes chez les nouveau-nés. Pendant la phase aiguë, l’infection est connue pour provoquer une inflammation périphérique étendue. Cependant, l’impact de cette inflammation sur les centres nerveux cruciaux qui contrôlent la respiration n’a pas été pleinement exploré. Cette étude utilise un modèle bien décrit pour examiner la réaction aiguë de l’oblongata médullaire (medulla oblongata) à une infection des voies respiratoires chez le nouveau-né, où se trouvent des régions respiratoires clés.

Présentation de l’origine de l’article

Cet article a été rédigé par Kateleen E Hedley, Henry M Gomez, Eda Kecelioglu, Olivia R Carroll, Phillip Jobling, Jay C Horvat, et Melissa A Tadros, affiliés à la School of Biomedical Sciences & Pharmacy de l’Université de Newcastle, en Australie, et à l’Hunter Medical Research Institute. L’article a été publié en 2024 dans la revue Journal of Neuroinflammation.

Détails du processus de recherche

Modèle de recherche et traitement des échantillons

1. Traitement du modèle de souris nouveau-né : Utilisation d’un modèle de souris nouveau-né pour étudier l’impact d’une infection des voies respiratoires sur l’oblongata médullaire. Dans les 24 heures suivant la naissance, des souris BALB/c ont reçu une injection nasale de Chlamydia muridarum (CMU) ou ont été traitées avec un placebo (SPG). Le 15e jour après la naissance (P15), des échantillons de tissus ont été collectés, correspondant au moment où l’inflammation périphérique atteint son pic.

2. Classification des échantillons : Les échantillons ont été répartis en quatre groupes : groupe féminin SPG (FSPG), groupe féminin CMU (FCMU), groupe masculin SPG (MSPG), groupe masculin CMU (MCMU). Chaque groupe comptait 7 à 8 échantillons, avec un total de 55 souris participant à l’expérience, provenant de 13 portées de souris.

3. Traitement des tissus et extraction de l’ARN : L’ARN a été extrait des poumons et de l’oblongata médullaire pour effectuer une analyse RT-qPCR, confirmant l’expression des marqueurs d’infection et d’inflammation. L’extraction de l’ARN de l’oblongata médullaire a été réalisée avec le RNeasy® Mini Kit (QIAGEN), tandis que l’ARN des tissus pulmonaires a été extrait en suivant des protocoles standard.

Techniques d’analyse et méthodes expérimentales

1. RT-qPCR : Utilisation de la RT-qPCR pour comparer l’expression des marqueurs d’inflammation entre les différents groupes d’échantillons. Les principaux gènes analysés incluent : CXCL9, CXCL10, IL-13, KCNN4, BDNF, TGFβ, PTGS2, STAT6, etc. Tous les amorces qPCR ont été rigoureusement conçus et validés pour assurer la fiabilité de l’expérience.

2. Marquage immunofluorescent : Marquage des cellules gliales dans l’oblongata médullaire avec IBA1 et GFAP pour observer les changements des microglies et des astrocytes. Un microscope Olympus BX50 et une caméra DP72 ont été utilisés pour obtenir des images, analysées quantitativement par le logiciel ImageJ pour l’intensité de fluorescence et le pourcentage de surface.

Résultats de la recherche

Réaction périphérique

1. Changement de poids : Chez les souris CMU infectées, le taux de croissance pondérale a considérablement diminué du 6e au 15e jour de l’expérience. Cela est cohérent avec une détérioration de la santé due à l’infection.

2. Marqueurs d’inflammation pulmonaire : Dans les tissus pulmonaires mesurés au 15e jour, une expression significative de 16S a été observée, indiquant une infection réussie de tous les groupes infectés. L’analyse a montré une surexpression significative de CXCL9, NLRP3, TNFα et IL-1β dans les poumons des souris infectées, soulignant une réaction inflammatoire périphérique marquée sans différence de sexe.

Réaction inflammatoire dans l’oblongata médullaire

1. Réaction inflammatoire chez les souris femelles :

   • CXCL9 et CXCL10 : Surexpression significative dans le groupe FCMU, ces cytokines contribuent à la migration et l’activation des cellules immunitaires, limitant la propagation de l’infection.
   • BDNF et IL-13 : Surexpression significative dans le groupe féminin infecté, BDNF est principalement impliqué dans le développement cérébral et la neuroprotection, IL-13 a des propriétés anti-inflammatoires.
   • KCNN4 : Surexpression significative, considéré comme jouant un rôle négatif dans la réaction neuroinflammatoire, mais son impact précis nécessite davantage de recherches.

2. Réaction inflammatoire chez les souris mâles :

   • PTGS2 et STAT6 : Sous-expression significative dans le groupe MCMU, indiquant une réponse inflammatoire plus inhibée chez les souris mâles, pouvant entraîner des résultats de santé à long terme moins favorables.

Réaction des microglies et des astrocytes

1. Changements dans les NTS et DMX :
   • Les microglies ont montré des différences significatives en nombre et en morphologie chez les souris femelles et mâles. Les femelles ont montré une diminution du nombre de cellules et de la MFI dans le DMX, avec une réaction anti-inflammatoire plus forte ; les mâles ont montré une augmentation du nombre de cellules et de la MFI dans le DMX, indiquant une réponse inflammatoire plus intense.
   • Le pourcentage de surface des astrocytes dans les NTS a augmenté, mais les changements dans le DMX n’étaient pas significatifs.

Conclusion

Cette étude est la première à explorer systématiquement l’impact aigu d’une infection des voies respiratoires chez les nouveau-nés sur le centre respiratoire de l’oblongata médullaire, révélant une influence significative du sexe sur la réaction neuroinflammatoire. Les souris femelles ont montré une réaction inflammatoire neuroprotectrice plus forte, tandis que celle des mâles était plus inhibée. Ces découvertes soulignent que, pendant une période de développement cruciale, une infection des voies respiratoires peut avoir des effets à long terme sur les centres nerveux, entraînant potentiellement des troubles fonctionnels respiratoires permanents. Cette étude fournit une base importante pour de futures interventions cliniques, notamment des stratégies thérapeutiques spécifiques au sexe pour les infections des voies respiratoires chez les nouveau-nés.

Signification de la recherche

Cette recherche améliore considérablement notre compréhension de l’impact des infections des voies respiratoires chez les nouveau-nés sur le système nerveux central, en particulier sur la réaction spécifique au sexe du centre respiratoire de l’oblongata médullaire. Les résultats aident à révéler les problèmes de santé à long terme associés à la pneumonie néonatale et fournissent une base scientifique pour développer de nouvelles stratégies thérapeutiques, ayant une importance pratique clinique significative.