La modulation immunitaire intestinale induite par les antibiotiques atténue la névrite auto-immune expérimentale (EAN)

Contexte académique

Le syndrome de Guillain-Barré (SGB) est une maladie auto-immune aiguë qui entraîne une démyélinisation inflammatoire des nerfs périphériques. C’est la cause la plus fréquente de paralysie flasque aiguë, avec une incidence mondiale de 1 à 4 cas pour 100 000 personnes par an. Les caractéristiques pathologiques du SGB comprennent l’accumulation de lymphocytes T et de macrophages réactifs aux antigènes de la myéline musculaire dans l’endonèvre. Bien que certaines caractéristiques pathologiques du SGB diffèrent entre les sous-types, son mécanisme central est considéré comme une réaction immunitaire médiée par des auto-anticorps, dirigée contre les gangliosides des nerfs périphériques et d’autres épitopes nerveux inconnus, motivée par un mécanisme de mimétisme moléculaire. Ce mécanisme est généralement associé à des infections respiratoires et surtout gastro-intestinales (comme la campylobactériose).

Des études récentes ont montré une corrélation entre la composition du microbiote intestinal et le SGB ainsi que son modèle animal, la névrite auto-immune expérimentale (EAN). Le microbiote intestinal joue un rôle important dans la régulation de l’homéostasie intestinale et de la tolérance immunitaire, et des changements défavorables dans la flore intestinale aggravent les symptômes de diverses maladies auto-immunes, telles que la sclérose en plaques (SEP) et la maladie de Crohn. Sur cette base, les auteurs ont émis l’hypothèse que l’élimination des bactéries intestinales par un traitement antibiotique pourrait moduler les effets immunitaires cellulaires intestinaux et systémiques, ayant ainsi un effet bénéfique sur l’EAN, une nouvelle direction de recherche qui n’a pas encore été étudiée dans les neuropathies périphériques. Étant donné que les traitements existants (comme les immunoglobulines intraveineuses ou les échanges plasmatiques) ne parviennent pas à contrôler complètement le SGB et que le taux d’invalidité reste élevé, de nouvelles approches thérapeutiques sont nécessaires.

Source de la recherche

Cette étude intitulée “La modulation immunitaire intestinale induite par les antibiotiques atténue la névrite auto-immune expérimentale (EAN)” a été réalisée par Alina Sprenger-Svačina, Ines Klein, Martin K. R. Svačina et al., chercheurs affiliés à la Faculté de médecine de l’Université de Cologne et aux institutions associées. L’article a été publié dans le “Journal of Neuroimmune Pharmacology” en 2024, avec une date de réception le 30 novembre 2023 et une date d’acceptation finale le 21 avril 2024.

Méthodes de recherche

Expérimentation animale

L’expérience a été menée conformément aux directives du Bureau de l’environnement et de la protection des consommateurs de Rhénanie-du-Nord-Westphalie, en Allemagne, utilisant 17 rats Lewis adultes (7 mâles, 10 femelles, âgés de 12 semaines), dont 10 pour le modèle EAN et 7 comme groupe témoin sain. Pour induire l’EAN, les rats ont reçu une injection sous-cutanée de 100 μg de peptide P0 180-199 de la myéline et d’adjuvant complet de Freund dans les pattes arrière. Immédiatement après l’immunisation, un groupe de rats a reçu un traitement antibiotique (colistine, métronidazole, vancomycine ajoutés à l’eau potable) pendant 14 jours. L’absorption d’antibiotiques a été assurée par un contrôle quotidien de la consommation d’eau et le remplacement de l’eau potable contenant des antibiotiques.

Collecte d’échantillons fécaux et analyse génétique

Des échantillons fécaux ont été collectés pour chaque animal avant l’induction de l’EAN, au 9e et au 14e jour de l’expérience, et conservés à -80°C pour une analyse ultérieure. L’ADN génomique bactérien a été extrait à l’aide du FastDNA Spin Kit for Soil, et le séquençage du gène de l’ARNr 16S a été réalisé sur la plateforme Illumina MiSeq. Les données ont été traitées avec les logiciels DADA2 et QIIME 2 pour l’inférence des échantillons taxonomiques et l’analyse de la diversité.

Collecte de tissus et immunohistochimie

Les rats ont été perfusés sous anesthésie profonde avec du paraformaldéhyde à 4%, et les tissus du nerf sciatique et du duodénum ont été prélevés pour être respectivement cryosectionnés et inclus en paraffine. L’immunofluorescence a été utilisée pour évaluer la perméabilité de la muqueuse intestinale et les différents types de cellules immunitaires, tels que les cellules positives pour la Zonuline, CD3/CD8 et CD3/FoxP3.

Analyse statistique

L’analyse statistique a été réalisée avec GraphPad Prism 9.2.0, utilisant les tests U de Mann-Whitney, Kruskal-Wallis ou One-Way ANOVA pour détecter les différences entre les groupes. Le logiciel R a été utilisé pour créer des graphiques de données connexes. Les valeurs p ajustées ont été calculées pour l’abondance relative de chaque taxon bactérien afin de corriger les erreurs statistiques dues aux comparaisons multiples.

Résultats de la recherche

Le traitement antibiotique améliore la gravité de l’EAN

Les rats EAN traités aux antibiotiques ont montré des symptômes de névrite significativement plus légers à partir du 3e jour après l’immunisation, se manifestant par des scores de névrite moyens nettement inférieurs.

Le traitement antibiotique réduit l’infiltration des cellules T dans l’endonèvre

Les rats EAN non traités aux antibiotiques ont montré un nombre significativement plus élevé de cellules T CD3+ dans le nerf sciatique, tandis que le groupe traité aux antibiotiques a présenté un nombre de cellules T non significativement différent du groupe témoin sain. De plus, le groupe traité aux antibiotiques a montré une diminution des cellules T CD8+ dans la muqueuse intestinale et une augmentation des bactéries intestinales aux propriétés anti-inflammatoires, telles que les Lactobacillus et les Sutterellaceae parasites.

Le traitement antibiotique augmente les bactéries anti-inflammatoires

Le traitement antibiotique a significativement réduit la diversité α du microbiote intestinal et a entraîné des changements significatifs de la diversité β. Le microbiote intestinal du groupe antibiotique a montré une augmentation significative des familles Sutterellaceae, du genre Lactobacillus et des Sutterellaceae parasites, tandis que la famille Bacillaceae, les genres Anaerotruncus et UBA1819 ont significativement diminué.

Dysfonctionnement de la barrière muqueuse intestinale dans l’EAN

Dans le groupe EAN non traité aux antibiotiques, les niveaux de zonuline dans la muqueuse intestinale étaient significativement plus élevés que dans le groupe témoin sain, indiquant une augmentation de la perméabilité de la barrière intestinale. Cependant, le groupe antibiotique a montré des niveaux intermédiaires de zonuline muqueuse, non significativement différents du groupe témoin sain.

Le traitement antibiotique réduit les cellules T cytotoxiques CD8+ intestinales

Les cellules T cytotoxiques CD3+CD8+ intestinales étaient significativement plus élevées chez les souris non traitées aux antibiotiques par rapport au groupe antibiotique et au groupe témoin sain, tandis que le traitement antibiotique a réduit les cellules T cytotoxiques intestinales chez les rats malades au niveau du groupe témoin sain.

Discussion

Les résultats montrent que l’EAN présente des caractéristiques immunitaires uniques dans la muqueuse intestinale, notamment une augmentation des cellules T cytotoxiques CD8+ dans la lamina propria et une augmentation de la perméabilité muqueuse. Le traitement antibiotique a entraîné une diminution du nombre de cellules T cytotoxiques CD8+ dans la muqueuse intestinale des rats malades, ainsi qu’une réduction significative de l’infiltration des cellules T dans le nerf sciatique, suggérant le rôle de l’axe immunitaire intestin-nerf périphérique dans la pathologie de l’EAN.

Il est intéressant de noter que les antibiotiques ont favorisé une augmentation relative de l’abondance de bactéries intestinales connues pour leurs effets anti-inflammatoires, telles que Sutterellaceae et Lactobacillus, suggérant que la modulation immunitaire intestinale induite par les antibiotiques pourrait jouer un rôle clé dans la régulation de la névrite. Cette étude montre que le traitement antibiotique pourrait améliorer la névrite périphérique par le biais d’une modulation immunitaire intestinale, présentant une valeur potentielle de translation clinique.

Cet article fournit les premières preuves préliminaires que la modulation immunitaire intestinale induite par les antibiotiques pourrait améliorer la simulation de neuropathie immune, et de futures études translationnelles devraient confirmer davantage son efficacité chez les patients.