Comme le souligne une étude menée par Washington University School of Medicine publiée dans Science Immunology, au cours de leur routine quotidienne et nocturne, leur tube digestif suit lui aussi une routine, soit digérer les aliments et absorber les nutriments pendant les heures de réveil et reconstituer les cellules épuisées pendant le sommeil. Le travail par quarts et le décalage horaire peuvent assombrir les horaires de sommeil et les rythmes digestifs. Ces perturbations ont été liées à un risque accru d'infections intestinales, d'obésité, de maladies inflammatoires de l'intestin et de cancer colorectal.
Or, les chercheurs ont identifié un type de cellule immunitaire qui aide à garder le temps dans l’intestin. Ces cellules, connues sous le nom de cellules lymphoïdes innées de type 3 (ILC3), sont responsables de la bonne marche de l'intestin. Les chercheurs ont découvert que les gènes d’horloge sont très actifs dans ces cellules et que la production de molécules immunitaires de ces cellules suit l’activité des gènes d’horloge. Lorsque les chercheurs ont éliminé un gène de l'horloge chez des souris, les animaux n'ont pas réussi à produire un sous-ensemble de cellules ILC3 et ont eu du mal à contrôler une infection bactérienne dans l'intestin.
Les chercheurs croient que leurs résultats pourraient expliquer pourquoi les perturbations du rythme circadien sont liées à des problèmes gastro-intestinaux. En outre, ils suggèrent que le ciblage des gènes d'horloge pourrait affecter les cellules immunitaires et aider à contrer les effets négatifs d'horaires de sommeil irréguliers associés aux maladies intestinales.
Les chercheurs mentionnent que les cellules ILC3 maintiennent l'équilibre intestinal en renforçant la barrière entre les trillions de bactéries qui vivent normalement dans l'intestin et les cellules qui constituent l'intestin lui-même. Ils produisent également des molécules immunitaires qui aident le système immunitaire de l'intestin à éviter une réaction excessive à des microbes et des particules alimentaires inoffensifs, tout en préservant sa capacité à lutter contre les micro-organismes provoquant des maladies.
En étudiant les cellules ILC3 prélevées dans les intestins de souris toutes les six heures, les chercheurs ont découvert que l'activité des gènes d'horloge variait de manière prévisible au cours d'une journée et que l'activité de gènes de molécules immunitaires suivait les gènes d'horloge. Lorsqu'elles placent des souris sur un calendrier similaire à celui d'un travailleur en quart de travail, un changement de huit heures du cycle clair-sombre tous les deux jours, les cellules ILC3 ne fonctionnent plus normalement. Ils ont produit de faibles taux de molécules immunitaires lorsqu'ils ont été stimulés pour réagir à une infection. De plus, lorsque les souris ont été génétiquement modifiées pour ne pas avoir la protéine d’horloge REV-ERB alpha, les animaux n’ont pas réussi à développer des quantités normales de cellules ILC3.
En utilisant des souris dépourvues de la protéine d'horloge (ainsi que des souris saines à des fins de comparaison), les chercheurs ont étudié les effets d'une infection par la bactérie Clostridium difficile, qui peut provoquer une diarrhée sévère chez l'humain. Les souris sans la protéine d'horloge n'ont pas réussi à se défendre efficacement. En effet, leurs cellules ILC3 ont produit plus d'une molécule immunitaire dommageable et moins d'une molécule immunitaire protectrice, et la bactérie s'est propagée plus largement dans leur corps.
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