Maladies infectieuses : de nouveaux résultats éclairent les mécanismes de la septicémie

La septicémie est une affection potentiellement mortelle qui survient lorsque la réaction de notre organisme à une infection est excessive, ce qui produit des lésions des tissus et des organes. La première référence à la septicémie date de plus de 2 700 ans. Elle est due au poète grec Homère, qui a utilisé ce terme comme un dérivé du mot sepo, qui signifie « je pourris » ou « je corromps ».

Si d’importantes avancées ont été accomplies dans le domaine de l’élucidation des mécanismes biologiques à l’origine de la septicémie, celle-ci constitue aujourd’hui encore un problème médical majeur, puisqu’elle affecte chaque année près de 50 millions de personnes dans le monde, dont 750 000 rien qu’aux États-Unis, où elle représente la pathologie la plus coûteuse à traiter : sa prise en charge annuelle est estimée à plusieurs dizaines de milliards de dollars (24 milliards en 2013). Par ailleurs, en 2017, la septicémie a été à l’origine de 11 millions de décès dans le monde.

Notre travail de recherche consiste à étudier la façon dont certaines espèces de bactéries interagissent avec les cellules humaines au cours des infections. Notre objectif est de comprendre le plus précisément possible pourquoi, parfois, une réponse immunitaire excessive se met en place, avec des conséquences pouvant être délétères, voire mortelles, comme dans le cas de la septicémie. Nos travaux les plus récents, publiés dans la revue Science Immunology, nous ont permis d’identifier les cellules et molécules potentiellement responsables de cette dernière.

Potentiellement mortelle, la septicémie survient lorsqu’une réaction immunitaire excessive se met en place en réponse à une infection (film en anglais).

Le rôle des facteurs de nécrose tumorale

En cas d’infection, la réaction de notre organisme débute dès que l’envahisseur est repéré par nos cellules immunitaires. Ces dernières relarguent alors de petites protéines, les cytokines, dont le but est de faire venir d’autres cellules immunitaires au point d’infection (qui peut être par exemple une blessure, porte d’entrée de microbes dans le corps).

Bien que ces cytokines soient des actrices essentielles de la réponse immunitaire, leur production excessive et incontrôlée peut mener à une situation catastrophique, la fameuse « tempête de cytokine » rendue récemment célèbre par la pandémie de Covid-19. Parfois observée au cours de certaines infections virales, cette réaction est également associée à la septicémie. Elle a été pour la première fois décrite dans des contextes de transplantations d’organes, lorsque surviennent des complications aboutissant au rejet de la greffe (réaction dite « du greffon contre l’hôte »).

Parmi les centaines de cytokines qui existent, le facteur de nécrose tumorale (ou TNF pour « tumor necrosis factor »), fait partie des plus puissantes. Elle fait également partie de celles qui ont été les plus étudiées au cours des cinquante dernières années.

Le facteur de nécrose tumorale doit son nom à sa capacité à induire la mort des cellules cancéreuses lorsque le système immunitaire est stimulé par un extrait de bactéries appelé « toxine de Coley », du nom du chirurgien américain qui l’a mis au point à la fin du XIXᵉ siècle, William Coley. Des travaux ultérieurs ont permis d’identifier le composé à l’origine de cet effet : le lipopolysaccharide, ou LPS, une grosse molécule présente dans la membrane externe de certaines bactéries (les bactéries à Gram négatif, ndlr).

Le LPS est le plus puissant activateur du TNF connu à ce jour (TNF qui, rappelons-le, aide à recruter d’autres cellules immunitaires sur le lieu de l’infection, une fois l’alerte à l’envahisseur déclarée dans notre corps, en vue d’éliminer les bactéries qui s’y trouvent).

Les cas graves de Covid-19 s’accompagnent de tempêtes de cytokines.

Dans des conditions normales, le TNF favorise les processus biologiques bénéfiques tels que la survie cellulaire et la régénération des tissus. Sa production doit cependant être régulée très finement, afin d’éviter la mise en place d’une inflammation trop soutenue…

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Auteur: Alexander (Sasha) Poltorak, Professor of Immunology, Tufts University