L’un des Composés les Plus courants de la Vie Provoque une Inflammation Allergique

Par Wallace Ravven Le dos du scarabée et la carapace du crabe doivent leur ténacité à un composé commun appelé chitine qui semble maintenant déclencher une inflammation des voies respiratoires et peut-être de l’asthme, ont découvert les scientifiques de l’UCSF. Les insectes, les moisissures et les vers parasites – toutes sources courantes d’allergies ou d’inflammation – produisent des milliards de tonnes de chitine par an. Les humains et les autres mammifères manquent de chitine, mais nous avons des enzymes spécialisées pour la décomposer. Les scientifiques se demandaient pourquoi. Ils ont découvert que la chitine déclenche une réponse inflammatoire allergique dans les poumons des souris, ainsi qu’une production accrue de l’enzyme destructrice de la chitine produite par les cellules tapissant les voies respiratoires pulmonaires. Ces résultats et d’autres confirment leur hypothèse, toujours à l’étude, selon laquelle la chitine provoque une inflammation et une allergie, et que l’enzyme destructrice de la chitine dans les poumons pourrait jouer un rôle important dans la régulation de la réponse de l’organisme. Les résultats de leurs études sur l’inflammation chez la souris ont été rapportés le 22 avril dans une première publication en ligne par la revue Nature. La revue publiera également la découverte dans une prochaine édition imprimée. “Maintenant que nous avons démontré que la chitine peut déclencher ce type d’inflammation allergique chez la souris, nous voulons déterminer si la chitine naturellement présente dans l’environnement peut contribuer à des réponses allergiques ou inflammatoires”, a déclaré Richard Locksley, MD, auteur principal de l’article. Locksley est professeur émérite Marion et Herbert Sandler en recherche sur l’asthme et chercheur au Howard Hughes Medical Institute à l’UCSF. Il est également professeur de médecine et de microbiologie et d’immunologie.Chez l’homme, l’enzyme anti-chitine est connue pour avoir plusieurs variantes dues à de petites mutations du gène. Locksley et ses collègues de l’UCSF tentent de déterminer si certaines des variantes sont moins efficaces pour décomposer la chitine et si les personnes atteintes de ces variantes sont plus sujettes à l’asthme car elles sont moins capables de contrôler leur exposition à la chitine inhalée.

Richard Locksley

Les chercheurs savaient que la bouche et les coquilles d’œufs des vers parasites sont riches en chitine et que l’infection par les vers déclenche une réponse inflammatoire très similaire à celle qui se produit dans l’asthme et les maladies allergiques. En utilisant une puce génétique contenant la plupart des gènes de souris et en utilisant des anticorps élevés en laboratoire, les scientifiques ont confirmé une découverte antérieure selon laquelle le gène et la protéine de l’enzyme anti-chitine étaient activés de manière spectaculaire chez les souris lors de l’infection par les vers parasites. “La chitinase – l’enzyme qui décompose la chitine – s’est vraiment illuminée”, se souvient Locksley. “Il est apparu comme l’un des gènes les plus activés en réponse aux parasites.”Comme l’enzyme n’est connue que pour décomposer la chitine, qui n’est pas présente chez les souris, les scientifiques ont ensuite exposé les animaux à la chitine seule, ce qui a induit une inflammation tissulaire similaire à celle observée chez les souris après une infection par des vers et chez les humains souffrant d’asthme.La chitine provoque une réponse Immunitaireocksley pense que la présence de chitine dans les moisissures, les vers et les insectes, qui peuvent tous envahir les humains en pénétrant la peau ou les muqueuses, peut avoir poussé les vertébrés à maintenir des “molécules de reconnaissance de la chitine”, semblables à celles qui ont évolué chez les plantes et les animaux primitifs pour déclencher la reconnaissance des bactéries et des champignons envahissants.Il spécule que les gens montent normalement une attaque immunitaire contre un allergène ou un parasite en réponse à la chitine, entre autres signaux. Ce type d’inflammation est important pour repousser l’allergène ou le parasite étranger. À leur tour, les cellules inflammatoires elles-mêmes déclenchent des cellules dans le tissu envahi pour accélérer la production de l’enzyme invalidante de la chitine.Les deux actions ensemble forment un système de rétroaction, favorisant à la fois la reconnaissance des organismes envahissants riches en chitine et empêchant une réponse immunitaire incontrôlée à la chitine en dégradant le “signal” lorsque suffisamment de cellules inflammatoires se sont accumulées pour provoquer une production accrue de l’enzyme dégradant la chitine.Locksley note que l’industrie de la transformation des mollusques a été en proie à “l’asthme du crabe” parmi ses employés, un risque industriel qui a attiré l’attention des Centers for Disease Control and Prevention.

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“L’exposition à la chitine peut être particulièrement élevée chez les travailleurs de l’industrie, qui doivent enlever et détruire les coquilles dures de chitine des crabes et autres crustacés”, dit-il. “Il est également possible que les travailleurs atteints aient des formes de la protéine dégradant la chitine qui fonctionnent moins bien que les autres variantes génétiques courantes. Ce sont des domaines qui nous intéressent.”Il suggère qu’il pourrait être utile de confirmer les niveaux de chitine dans les usines de transformation des mollusques et, s’ils sont élevés, d’envisager des moyens de réduire l’exposition à la chitine chez les travailleurs. Son laboratoire mène actuellement des études en collaboration avec Esteban Burchard, MD, professeur adjoint de sciences biopharmaceutiques et de médecine à l’UCSF, pour déterminer si les patients asthmatiques seront plus susceptibles d’avoir une version moins active du gène de l’enzyme anti-chitine. L’asthme et “l’hypothèse de l’hygiène” Au cours des 10 dernières années, “l’hypothèse de l’hygiène” a été proposée et explorée pour expliquer pourquoi l’asthme et d’autres allergies ont considérablement augmenté dans de nombreux pays industriels, explique Locksley. L’hypothèse soutient que les sociétés modernes ont largement nettoyé les conditions de vie afin que les gens soient exposés à beaucoup moins de saleté et à tous ses constituants organiques. Dans le même temps, les antibiotiques et les microbicides ont réduit le nombre de microbes dans l’environnement. Les bactéries sont connues pour dégrader la chitine, et Locksley suggère que la réduction des bactéries peut entraîner une augmentation de la chitine dans l’environnement – en grande partie à partir de moisissures et d’insectes – expliquant peut-être les conclusions de plusieurs études selon lesquelles le risque d’asthme infantile le plus élevé a tendance à être associé à la plus faible exposition aux bactéries. Locksley est directeur du Centre de recherche fondamentale sur l’asthme Sandler, ou Centre SABRE, à l’UCSF, une organisation de recherche de sept ans consacrée à l’étude de la pathogenèse fondamentale de l’asthme dans le but de découvrir de nouvelles directions thérapeutiques pour contrôler la maladie. Le Centre SABRE se compose d’une faculté de sciences fondamentales de base, dont certaines sont encore en cours de recrutement à l’UCSF, un groupe plus important de scientifiques interactifs issus de disciplines scientifiques fondamentales et cliniques et d’installations de base en génétique, génomique, imagerie, physiologie des petits animaux, cytométrie en flux et techniques d’inactivation des gènes qui permettent aux scientifiques de faire avancer rapidement de nouvelles découvertes.”L’asthme augmente dans toutes les sociétés industrialisées”, dit-il, “non seulement dans certaines des zones les moins desservies des grandes villes, mais même dans les banlieues. C’est un énorme problème de santé qui affecte un nombre énorme d’enfants partout dans le monde.”Comme beaucoup d’afflictions modernes, telles que le diabète, les maladies auto-immunes et l’obésité, les causes sont nombreuses et reflètent les interactions de nombreux gènes différents. Comprendre les expositions environnementales, comme la chitine, qui peuvent influencer le développement de l’asthme pourrait mener à des traitements ou à de nouvelles pratiques de santé publique pour réduire la maladie ou la gravité de ses symptômes pour de nombreuses personnes.L’auteur principal de l’article est Tiffany A. Reese, une étudiante diplômée de Locksley dans le programme de sciences biomédicales de l’UCSF. Les co-auteurs sont des chercheurs postdoctoraux actuels et anciens du Locksley lab, Hong-Erh Liang, PhD, et David Voehringer, PhD, à la fois en microbiologie et en immunologie à l’UCSF.En outre, Andrew M. Tager, MD, et Andrew Luster, MD, PhD, tous deux en rhumatologie, allergie et immunologie au Massachusetts General Hospital et à la Harvard Medical School; et Nico Van Rooijen, scientifique en biologie cellulaire moléculaire à la Vrije Universiteit aux Pays-Bas.La recherche a été financée par l’Institut médical Howard Hughes, des subventions de l’Institut National des Allergies et des Maladies infectieuses des NIH et du Centre SABRE de l’UCSF. Photo “Curiosity” sous licence de Steve Jurvetson

Liens connexes:Les coquilles de crabe et les champignons peuvent être la clé de l’asthme Institut médical Howard Hughes, 22 avril 2007