Une étude met en lumière la façon dont les neurones de la douleur protègent les intestins des dommages

Une étude met en lumière la façon dont les neurones de la douleur protègent les intestins des dommages

La douleur est depuis longtemps reconnue comme l'un des outils les plus fiables de l'évolution pour détecter la présence de dommages et signaler que quelque chose ne va pas - ; un système d'avertissement qui nous dit de nous arrêter et de faire attention à notre corps.

Et si la douleur était plus qu’un simple signal d’alarme ? Et si la douleur elle-même était une forme de protection ?

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Harvard Medical School suggère que cela pourrait bien être le cas chez la souris.

L'étude, publiée le 14 octobre dans Cell, montre que les neurones douloureux de l'intestin de la souris régulent la présence de mucus protecteur dans des conditions normales et stimulent les cellules intestinales à libérer davantage de mucus en cas d'inflammation.

L'ouvrage décrit les étapes d'une cascade de signalisation complexe, qui montre que les neurones de la douleur sont en échange direct avec des cellules intestinales contenant des muqueuses, appelées cellules caliciformes.

Il s’avère que la douleur peut nous protéger d’une manière plus directe que son rôle classique consistant à détecter des dommages potentiels et à envoyer des signaux au cerveau. Nos travaux montrent comment les nerfs transmettant la douleur dans l'intestin communiquent avec les cellules épithéliales voisines qui tapissent l'intestin. Cela signifie que le système nerveux joue un rôle important dans l’intestin, qui va au-delà du simple sentiment d’inconfort, et qu’il joue un rôle clé dans le maintien de la barrière intestinale et d’un mécanisme de protection contre l’inflammation.

Isaac Chiu, chercheur principal de l'étude, professeur agrégé d'immunobiologie, Institut Blavatnik du HMS

Une conversation directe

Nos intestins et nos voies respiratoires sont jonchés de cellules caliciformes. Les cellules caliciformes, nommées pour leur apparence en forme de coupe, contiennent du mucus semblable à un gel composé de protéines et de sucres qui agit comme une couche protectrice qui protège la surface des organes de l'abrasion et des dommages. La nouvelle recherche a révélé que les cellules caliciformes de l’intestin libèrent du mucus protecteur lorsqu’elles sont déclenchées par une interaction directe avec les neurones sensibles à la douleur dans l’intestin.

Dans une série d'expériences, les chercheurs ont observé que les souris dépourvues de neurones douloureux produisaient moins de mucus protecteur et présentaient des modifications dans leur composition microbienne intestinale - ; un déséquilibre entre les microbes bénéfiques et nocifs, connu sous le nom de dysbiose.

Pour clarifier comment cette diaphonie protectrice se produit, les chercheurs ont analysé le comportement des cellules caliciformes en présence et en absence de neurones douloureux.

Ils ont découvert que les surfaces des cellules caliciformes contiennent un type de récepteur appelé RAMP1, qui garantit que les cellules peuvent répondre aux neurones douloureux voisins activés par des signaux alimentaires et microbiens ainsi que par une pression mécanique, une irritation chimique ou des changements drastiques de température.

Les expériences ont en outre montré que ces récepteurs sont liés à un produit chimique appelé CGRP, qui est libéré par les neurones douloureux voisins lorsque les neurones sont stimulés. Les chercheurs ont découvert que ces récepteurs RAMP1 sont également présents dans les cellules caliciformes humaines et de souris, les rendant ainsi sensibles aux signaux de douleur.

Des expériences ont en outre montré que la présence de certains microbes intestinaux activait la libération de CGRP pour maintenir l’homéostasie intestinale.

"Cette découverte nous indique que ces nerfs sont déclenchés non seulement par une inflammation aiguë, mais aussi au début", a déclaré Chiu. "Le simple fait d'avoir des microbes intestinaux normaux semble chatouiller les nerfs et amener les cellules caliciformes à libérer du mucus."

Livre électronique sur la génétique et la génomique

Compilation des meilleurs interviews, articles et actualités de l'année dernière. Téléchargez une copie aujourd'hui

Cette boucle de rétroaction, a déclaré Chiu, garantit que les microbes envoient des signaux aux neurones, que les neurones régulent le mucus et que le mucus maintient les microbes intestinaux en bonne santé.

En plus de la présence microbienne, des facteurs nutritionnels jouent également un rôle dans l’activation des récepteurs de la douleur, selon l’étude. Lorsque les chercheurs ont administré à des souris de la capsaïcine, l'ingrédient principal des piments, connu pour sa capacité à induire une douleur intense et aiguë, les neurones douloureux des souris ont été rapidement activés, provoquant la libération de grandes quantités de mucus protecteur par les cellules caliciformes.

En revanche, les souris dépourvues de neurones douloureux ou de récepteurs de cellules caliciformes pour le CGRP étaient plus sensibles à la colite, une forme d’inflammation intestinale. Cette découverte pourrait expliquer pourquoi les personnes atteintes de dysbiose intestinale sont plus sensibles à la colite.

Lorsque les chercheurs ont administré du CGRP signalant la douleur à des animaux dépourvus de neurones douloureux, les souris ont constaté une amélioration rapide de la production de mucus. Le traitement a protégé les souris de la colite même en l’absence de neurones douloureux.

La découverte montre que le CGRP est un déclencheur important de la cascade de signalisation qui conduit à la sécrétion de mucus protecteur.

"La douleur est un symptôme courant des maladies inflammatoires chroniques de l'intestin telles que la colite, mais notre étude montre que la douleur aiguë joue également un rôle protecteur direct", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Daping Yang, chercheur postdoctoral au Chiu Lab.

Un inconvénient possible de la suppression de la douleur

Les expériences de l'équipe ont montré que les souris dépourvues de récepteurs de douleur ont également subi des dommages plus graves dus à la colite qu'auparavant.

Étant donné que les analgésiques sont couramment utilisés pour traiter les patients atteints de colite, il peut être important de prendre en compte les conséquences indésirables potentielles du blocage de la douleur, ont indiqué les chercheurs.

"Chez les personnes souffrant d'inflammation intestinale, la douleur est l'un des principaux symptômes, donc on pourrait penser que nous voulons traiter et bloquer la douleur pour soulager la souffrance", a déclaré Chiu. "Mais une partie de ce signal de douleur peut être directement protectrice en tant que réflexe neuronal, soulevant des questions importantes sur la manière de gérer soigneusement la douleur afin qu'elle n'entraîne pas d'autres dommages."

En outre, une classe de médicaments courants contre la migraine qui suppriment la sécrétion de CGRP peut endommager le tissu de la barrière intestinale en perturbant cette signalisation protectrice de la douleur, ont indiqué les chercheurs.

"Étant donné que le CGRP est un médiateur du fonctionnement des cellules caliciformes et de la production de mucus, que se passe-t-il si nous bloquons de manière chronique ce mécanisme de protection chez les personnes souffrant de migraines et si elles prennent ces médicaments à long terme ?" dit Chiu. « Les médicaments affecteront-ils les muqueuses et les microbiomes des gens ?

Les cellules caliciformes ont plusieurs autres fonctions dans l’intestin. Ils fournissent un passage pour les antigènes - ; Protéines trouvées sur les virus et les bactéries qui déclenchent la réponse immunitaire protectrice du corps - ; et ils produisent des produits chimiques antimicrobiens qui protègent l’intestin des agents pathogènes.

"Une question qui découle de nos travaux actuels est de savoir si les fibres douloureuses régulent également ces autres fonctions des cellules caliciformes", a déclaré Yang.

Une autre piste d'investigation, a ajouté Yang, consisterait à examiner les perturbations de la voie de signalisation du CGRP et à déterminer si le dysfonctionnement joue un rôle chez les patients présentant une prédisposition génétique aux maladies inflammatoires de l'intestin.

Source:

École de médecine de Harvard

Référence:

Yang, D., et coll. (2022) Les neurones nocicepteurs contrôlent les cellules caliciformes via un axe CGRP-RAMP1 pour piloter la production de mucus et la protection de la barrière intestinale. Cellule. est ce que je.org/10.1016/j.cell.2022.09.024.

.