Rôle des macrophages dans la régénération améliorée par CL après une lésion nerveuse périphérique

Neurologie Sciences de la vie Neurochirurgie Immunologie Médecine Biologie cellulaire
Macrophages Régénération des nerfs périphériques Réponse CL Neuroinflammation CCR2

#Étude cruciale sur les macrophages dans la régénération des nerfs périphériques

Contexte et objectif de recherche

Depuis les années 1990, des recherches ont montré que les macrophages jouent un rôle de promotion dans la régénération des nerfs périphériques, et sont particulièrement importants dans la réponse à la lésion conditionnelle (Conditioning Lesion, CL). Après une lésion du nerf sciatique, les macrophages s’accumulent au site de la lésion, dans les nerfs distaux par rapport à la lésion et dans les ganglions de la racine dorsale (Dorsal Root Ganglia, DRG) excisés. La réponse des macrophages provient de macrophages résidents et de macrophages dérivés de monocytes recrutés (Monocyte-Derived Macrophages, MDMs). Cependant, les sites et les types de populations de macrophages qui jouent un rôle crucial dans la régénération nerveuse restent à déterminer. Par conséquent, les auteurs de cet article ont exploré à travers une série d’expériences le rôle des différents types de macrophages dans la régénération nerveuse améliorée par CL.

Auteurs et institutions

Les auteurs de cet article sont Aaron D. Talsma, Jon P. Niemi et Richard E. Zigmond, tous affiliés à l’Université Case Western Reserve. Cet article a été publié dans le “Journal of Neuroinflammation” en 2024.

Processus de recherche

Conception expérimentale

Les auteurs ont utilisé des souris knockout (Ko) pour le gène CCR2 et des souris knock-in/knockout (Ki/Ko) CCR2gfp/gfp, empêchant le recrutement des MDMs. Dans un modèle de CL du nerf sciatique, ils ont examiné la nécessité des MDMs et des macrophages résidents dans la régénération améliorée par CL, et ont caractérisé l’inflammation neuronale induite par la lésion.

Étapes expérimentales et méthodes de traitement

  1. Obtention et injection de macrophages :

    • Des souris âgées de 8 à 20 semaines ont été utilisées pour l’expérience, sans différence significative liée au sexe dans la réponse CL, donc des groupes expérimentaux équilibrés en termes de sexe ont été utilisés.
    • Une section unilatérale du nerf sciatique a été effectuée sur les souris, exposant le nerf sciatique par microchirurgie et le sectionnant pour créer un modèle CL.

  2. Mesure de la régénération et immunofluorescence :

    • La régénération a été mesurée in vivo 2 jours après des lésions test bilatérales proximales (TLs), et les macrophages ont été quantifiés par immunofluorescence.
    • Pour les résultats expérimentaux, la coloration au Luxol Fast Blue et le logiciel ImageJ ont été utilisés pour l’analyse d’image et la quantification.

  3. Méthodes et outils spécifiques :

    • De manière innovante, des solutions d’injection de nanoliposomes (comme le Clodronate) ont été utilisées pour bloquer les macrophages, combinées à des techniques de transfection lentivirale pour marquer et suivre spécifiquement les macrophages.
    • ImageJ et des algorithmes d’analyse d’image ont été appliqués pour la quantification et le traitement d’image de la régénération nerveuse.

Analyse des données et résultats

Résultats de régénération et analyse des populations de macrophages

  1. Performance de régénération chez les souris knockout CCR2 :

    • L’étude a montré que la capacité de régénération reste inchangée chez les souris knockout CCR2, tant dans la régénération des nerfs périphériques améliorée par CL que dans la réponse CL centrale dans la racine dorsale de la moelle épinière. Cela suggère que les MDMs et l’environnement DN ne sont pas nécessaires à la régénération.

  2. Macrophages au site CL :

    • Les macrophages sont distribués aux sites TL et CL, mais pas de manière significative entre les deux. Les macrophages TL dépendent principalement de CCR2 et disparaissent presque chez les souris knockout CCR2. Les macrophages Arg1+ au site CL sont compensés chez les souris knockout CCR2.
    • L’utilisation de Zymosan pour induire une inflammation et son injection dans le nerf sciatique WT intact a montré que, bien que des macrophages Arg1+ soient recrutés, cela n’a pas amélioré la régénération nerveuse.

  3. Effet du traitement au Clodronate sur la régénération :

    • L’injection de Clodronate au site CL chez les souris CCR2gfp KO a significativement réduit le nombre de macrophages au site CL, mais n’a pas affecté l’effet de régénération.

Conclusion et signification

Les expériences montrent que les macrophages dans le nerf sciatique ne sont ni nécessaires ni suffisants pour produire une réponse CL. Les macrophages induits par lésion dans l’environnement DN ne peuvent pas favoriser la régénération, suggérant que la fonction des macrophages dans la régénération nerveuse post-lésion doit être réévaluée.

Points forts de la recherche

  1. Application de technologies innovantes : L’étude a utilisé des modèles de knockout CCR2 et des expériences CL avec nanoliposomes, bloquant et observant précisément les changements des macrophages à différents sites et périodes.
  2. Quantification des données et traitement d’image : L’utilisation de la coloration Luxol Fast Blue et du logiciel ImageJ a assuré une quantification précise des données et un traitement d’image rigoureux, garantissant la fiabilité de l’expérience.
  3. Compréhension approfondie des mécanismes de régénération : L’expérience a systématiquement exclu pour la première fois la nécessité des MGMs et de l’environnement WD dans la régénération nerveuse, offrant une nouvelle perspective et compréhension du mécanisme de régénération.

Ces découvertes fournissent un soutien théorique important et une valeur pratique pour le traitement et la recherche future sur les lésions nerveuses périphériques, pouvant influencer les directions futures de la recherche clinique et fondamentale.

Cette étude a non seulement réalisé des innovations dans les techniques, mais a également fourni des insights importants en théorie scientifique, ayant une signification importante pour faire progresser le domaine de la médecine régénérative.