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Les infections pulmonaires dues au virus de la grippe ou à un coronavirus entraînent plus fréquemment une évolution grave de la maladie chez les personnes âgées. Cela est dû à une réaction inflammatoire excessive qui endommage le tissu pulmonaire. Les causes exactes ne sont pas encore claires. Les macrophages, également connus sous le nom de cellules charognardes du système immunitaire, jouent un rôle. Ils libèrent des messagers pro-inflammatoires, qui déclenchent ensuite une réponse immunitaire sévère.
Une équipe de recherche dirigée par Manfred Kopf, immunologiste et professeur de biomédecine moléculaire à l'ETH Zurich, a montré que chez les souris, les cellules charognardes résidant à l'origine dans le poumon - appelées macrophages alvéolaires embryonnaires - meurent rapidement lorsque les animaux sont infectés par le virus de la grippe et sont remplacées après quelques jours par des macrophages provenant de la moelle osseuse. Plus l'infection est grave, plus les macrophages alvéolaires embryonnaires meurent. Les immunologistes de l'ETH Zurich ont récemment publié leurs résultats dans la revue Science Immunology.
Différences dans la fonction et la progression de la maladie
Les macrophages ont plusieurs fonctions, dont celle de première ligne de défense contre les agents pathogènes. En termes de biologie du développement, on peut grossièrement les diviser en deux groupes. Chez l'être humain et chez la souris, tous les organes et tissus possèdent des macrophages résidents de longue durée qui sont déjà formés au cours du développement embryonnaire dans le foie du fœtus et remplissent des fonctions spécifiques dans les différents types de tissus. Les macrophages embryonnaires des poumons participent à l'échange vital oxygène-carbone qui a lieu dans les alvéoles.
Le deuxième groupe de macrophages apparaît lors de la formation du sang dans la moelle osseuse et migre à travers la circulation sanguine vers différents tissus, où ils deviennent ensuite des macrophages spécifiques aux tissus.
«Jusqu'à présent, on pensait que les macrophages dérivés de la moelle osseuse avaient la même fonction que les macrophages alvéolaires provenant du foie fœtal, et que cela était vrai pour tous les tissus», expliquent Federica Piattini et Fengqi Li, qui font partie du groupe de recherche de Manfred Kopf et sont les deux premières autrices de l'article. Elles ont maintenant réfuté cette hypothèse, montrant qu'en fait, les macrophages dérivés de la moelle osseuse causent des dommages en cas d'infection pulmonaire virale.
Les deux chercheuses ont créé deux groupes de souris: l'un était doté de macrophages alvéolaires issus du stade embryonnaire, l'autre de macrophages issus de la moelle osseuse. Lorsqu'elles ont été infectées par le virus de la grippe, les souris dont les macrophages alvéolaires provenaient de la moelle osseuse sont devenues beaucoup plus malades et sont mortes. L'une des raisons de cette grave progression de la maladie est que ces macrophages ont provoqué une forte réaction inflammatoire (tempête de cytokines).
Les autrices et auteurs de l'étude concluent que l'origine des macrophages joue un rôle essentiel dans la progression de la maladie. Et elles et ils ont montré que les infections grippales chez les souris stimulent le remplacement des macrophages alvéolaires.
Preuve de processus similaires avec le Covid-19
Selon l'équipe de recherche, il est logique et valable de comparer leurs expériences sur la grippe chez la souris avec les infections à coronavirus chez l'être humain. «Il semble que des processus similaires se produisent dans le cas du Covid-19», déclare Manfred Kopf. Une étude antérieure a rapporté que les macrophages pulmonaires embryonnaires sont largement préservés chez les patientes et patients atteints de Covid-19 dont l'évolution de la maladie est légère, alors que la progression de la maladie grave est liée à des macrophages alvéolaires inflammatoires provenant de la moelle osseuse.
Cependant, il est apparu que les macrophages alvéolaires embryonnaires n'étaient pas remplacés exclusivement en cas d'infection virale sévère. Le groupe de Manfred Kopf a montré que ce remplacement se produit également chez les souris vieillissantes, même si elles n'ont jamais été infectées auparavant. La transplantation de macrophages alvéolaires de souris âgées à des souris jeunes a entraîné une progression sévère de la grippe se terminant par la mort.
On sait que le risque d'infection grave par la grippe ou le Covid-19 est beaucoup plus élevé chez les personnes âgées. «Il y a certainement plusieurs raisons à cela», déclare Manfred Kopf. Les nouvelles données suggèrent toutefois que la perte de macrophages embryonnaires au cours de la vie joue un rôle à cet égard.
Le professeur de l'ETH Zurich et son équipe prévoient maintenant d'étudier les mécanismes moléculaires de la mort des macrophages alvéolaires embryonnaires.