La neuroinflammation

Notre système nerveux, qui inclut le cerveau, nous permet d’intégrer les informations et d’y répondre de manière appropriée. Composé d’un stock limité de neurones, souvent irremplaçables lorsqu’ils sont perdus, le cerveau est fragile : il faut donc le protéger. Pour cela, il existe un système d’alarme et de défense dans le cerveau, qui se met en place au cours d’un phénomène appelé neuroinflammation. Toutefois, ce processus peut dérailler, et cela peut avoir des conséquences néfastes pour le cerveau. C’est pourquoi de nombreuses études passionnantes de neuroimmunologie se penchent sur les causes et mécanismes de la neuroinflammation, ce qui permettra à terme de mieux faire face à ces problèmes.

 

Qu’est-ce que la neuroinflammation ?

La neuroinflammation se produit lorsque des cellules commencent à produire des molécules de signalisation (telles que des cytokines) pour alerter l’organisme d’un danger dans le système nerveux, et déclencher un branle-bas de combat pour combattre l’agresseur.

Parmi les cellules qui déclenchent l’alarme on peut trouver des résidents permanents du cerveau, comme les neurones eux-mêmes ou bien les cellules de support (microglies, astrocytes, oligodendrocytes). Ce processus peut aussi impliquer des cellules immunitaires telles que les leucocytes du sang, qui patrouillent dans l’organisme et peuvent infiltrer le cerveau en cas de besoin.

 

Qu’est-ce qui provoque cette neuroinflammation?

Le cerveau est une véritable forteresse et de nombreux mécanismes sont en place pour le protéger. Par exemple, un véritable rempart appelé barrière hématoencéphalique entoure les vaisseaux sanguins du cerveau, afin de bloquer l’entrée des microbes et substances toxiques, mais aussi de limiter au maximum l’entrée de cellules immunitaires. Toutefois, cette barrière n’est pas infaillible et des intrus peuvent la traverser. Lorsqu’un danger est repéré à l’intérieur du cerveau, une réponse neuroinflammatoire est mise en place pour éliminer le problème et réparer les dégâts.

L’intrus peut être un virus, une bactérie ou un parasite par exemple. Dans d’autres cas, pour des raisons peu connues, les cellules immunitaires de l’organisme se trompent et attaquent le cerveau même s’il n’est pas en danger, aboutissant à une réaction auto-immune pathologique. Le stress pourrait jouer un rôle dans ce processus, par exemple en facilitant la réponse neuroinflammatoire. Enfin, le cerveau peut être endommagé à la suite d’un choc physique, d’un accident vasculaire cérébral ou d’une accumulation de composés toxiques comme la protéine béta-amyloïde dans le cas de la maladie d’Alzheimer. Là aussi une réponse neuroinflammatoire se met en place au départ pour nettoyer et réparer le cerveau.

Cependant, lorsque cette réponse est trop forte, ceci peut avoir des conséquences catastrophiques pour le système nerveux, comme nous allons le voir.

 

Quelles sont les conséquences de cette neuroinflammation ? 

Lorsque le problème est contrôlé, la neuroinflammation est transitoire et le système peut ensuite récupérer. En revanche, si le problème persiste, la neuroinflammation peut devenir toxique de par son ampleur ou sa chronicité.

Par exemple, lorsque le cerveau tente de réagir contre l’événement déclencheur, les vaisseaux sanguins deviennent plus perméables pour permettre un renfort de l’extérieur. Malheureusement, lorsque ce phénomène est excessif, il peut augmenter la teneur en eau du cerveau, entraînant un œdème qui peut être fatal car le crâne empêche l’expansion du cerveau.

En outre, l’accumulation de cellules immunitaires et de composés toxiques, nécessaires pour tuer un agent infectieux comme le virus de l’herpès ou de la rage, peut également avoir un impact catastrophique sur les cellules du cerveau. En particulier, la mort des neurones peut être problématique car la plupart d’entre eux ne sont pas remplacés, ce qui entraîne des déficits moteurs ou cognitifs, selon la zone cérébrale concernée.

Dans le cas des maladies auto-immunes comme la sclérose en plaques, ce sont les cellules immunitaires qui attaquent les cellules de support du cerveau permettant la transmission de l’information nerveuse, ce qui peut aboutir à des problèmes moteurs et cognitifs.

Si l’inflammation survient pendant le développement du cerveau (chez le fœtus ou le nouveau-né), elle peut malheureusement avoir de plus fortes conséquences. En effet, lors du développement normal du cerveau, les cellules cérébrales prolifèrent, migrent et se différencient pour former les différentes aires corticales responsables du langage, de la motricité, de la mémoire, de la motivation, etc. La neuroinflammation peut interférer avec ces processus développementaux et entraîner des déficits à long terme. Par exemple, une infection au cytomégalovirus peut résulter à la perte de l’ouïe chez l’enfant. Dans le cas plus grave du virus Zika, l’infection précoce peut aboutir à l’arrêt de développement du cerveau (microcéphalie) pouvant s’accompagner de graves difficultés cognitives. De manière générale, une inflammation maternelle augmente le risque pour l’enfant de développer une maladie neuropsychiatrique, telle que l’autisme.

Il s’agit donc de mieux comprendre comment fonctionnent les barrières du cerveau pour pouvoir les renforcer. En plus de la fameuse barrière hématoencéphalique à l’intérieur du cerveau, il existe une barrière méningée à la surface du cerveau actuellement sous les feux des projecteurs du fait de son fort potentiel à contrôler la neuroinflammation. De quoi se creuser les méninges pendant encore quelques temps…

 

 

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Rédaction :

Réjane Rua, neurobiologiste, Centre d’immunologie de Marseille-Luminy, Marseille

Thomas Marissal, neurobiologiste, Institut de Neurobiologie de la Méditerranée, Marseille

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Photographies :  © INSERM