Ce mécanisme pourrait-il expliquer pourquoi les nuits blanches affectent la santé intestinale?
L'inflammation intestinale et d'autres affections impliquant le système immunitaire sont plus fréquentes chez les personnes ayant des habitudes de sommeil irrégulières, y compris celles qui travaillent de nuit. Maintenant, de nouvelles recherches sur la souris ont découvert un mécanisme auparavant inconnu qui pourrait aider à expliquer la connexion.
Le mécanisme concerne les cellules lymphoïdes innées du groupe 3 (ILC3). Ces cellules immunitaires jouent un rôle important dans le contrôle du métabolisme, de l'inflammation et d'autres processus biologiques.
Dans un récent La nature papier, les scientifiques expliquent comment ils ont utilisé des souris pour mieux comprendre le rôle des ILC3 dans l'intestin.
"Ces cellules", explique Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D., auteur principal de l'étude, "remplissent des fonctions importantes dans l'intestin - elles combattent l'infection, contrôlent l'intégrité de l'épithélium intestinal et commandent l'absorption des lipides."
Veiga-Fernandes travaille au Centre Champalimaud pour l'inconnu, à Lisbonne, au Portugal. Il dirige un groupe qui étudie la communication au niveau cellulaire entre le système nerveux et le système immunitaire.
Modèle de sommeil, santé et gènes d'horloge
«La privation de sommeil ou des habitudes de sommeil modifiées peuvent avoir des conséquences dramatiques sur la santé, entraînant une gamme de maladies qui ont souvent une composante immunitaire, telles que les conditions inflammatoires intestinales», explique Veiga-Fernandes.
La recherche a montré que les personnes qui travaillent par quarts sont plus susceptibles de développer certains problèmes de santé à long terme.
Ceux qui travaillent de nuit pendant une longue période, par exemple, courent un risque plus élevé d'affections telles que les ulcères, certains cancers, les maladies métaboliques, l'obésité et les troubles gastro-intestinaux.
"Pour comprendre pourquoi cela se produit", poursuit Veiga-Fernandes, "nous avons commencé par nous demander si les cellules immunitaires de l'intestin sont influencées par l'horloge circadienne."
Lui et ses collègues ont découvert que les ILC3 sont particulièrement sensibles aux changements de leurs gènes d'horloge, les gènes qui contrôlent les processus cellulaires rythmiques.
Ils ont également découvert un circuit qui relie l'horloge circadienne, ou 24 heures, dans le cerveau aux ILC3 dans l'intestin.
Il semble que les perturbations de ce circuit, qui détecte les changements de lumière ambiante, peuvent altérer les gènes d'horloge ILC3. Ces changements génétiques peuvent altérer la capacité des cellules immunitaires à réguler la santé intestinale.
L’équipe a démontré cet effet en perturbant l’horloge de 24 heures dans le cerveau des souris.
Les auteurs écrivent que «la dérégulation chirurgicale ou génétiquement induite de la rythmicité cérébrale a entraîné des oscillations circadiennes ILC3 perturbées, un microbiome dérégulé et une altération du métabolisme des lipides.»
La perturbation de l'horloge cérébrale réduit les ILC3 intestinaux
Presque toutes les cellules du corps ont des gènes d'horloge qui les aident à suivre un cycle de 24 heures.
Les gènes de l’horloge indiquent l’heure à la machinerie cellulaire afin que la biologie du corps puisse se préparer à des activités sensibles au cycle, comme manger ou dormir.
Bien que les gènes d’horloge de chaque cellule puissent conserver l’heure indépendamment, ils dépendent de l’horloge mère du cerveau pour les maintenir synchronisés.
De plus, comme les circuits de l’horloge du cerveau sont sensibles à la lumière externe, la connexion avec les gènes d’horloge dans le reste du corps permet de synchroniser les fonctions du corps avec les cycles du jour et de la nuit.
L'équipe a constaté que la perturbation des gènes d'horloge des ILC3 réduisait considérablement leur présence dans l'intestin.
«Cela a entraîné une inflammation sévère, une rupture de la barrière intestinale et une augmentation de l'accumulation de graisse», note Veiga-Fernandes.
L'horloge cérébrale perturbée efface le code de destination
Une enquête plus approfondie a révélé la raison de la chute spectaculaire des ILC3 dans l'intestin. Il semble que la perturbation du circuit circadien du cerveau empêche un signal important d'atteindre les gènes d'horloge ILC3.
La perte du signal affecte une protéine qui indique aux cellules ILC3 transitoires vers lesquelles migrer. La protéine fonctionne comme un code postal de destination dans un satnav, et sans le signal du circuit circadien du cerveau, elle ne peut pas configurer le code postal.
Veiga-Fernandes dit que lui et son équipe sont très enthousiasmés par ces résultats car ils aident à expliquer pourquoi les personnes actives la nuit sont plus susceptibles d'avoir une santé intestinale plus mauvaise et de souffrir de maladies inflammatoires.
Il suggère que le corps a évolué de telle sorte que pendant la lumière du jour, lorsque l'alimentation prévaut, l'horloge circadienne dans le cerveau indique aux ILC3 de quitter l'intestin. Cela réduit l'activité ILC3 dans l'intestin, ce qui stimule le métabolisme des lipides.
Cependant, la réduction de l'activité ILC3 laisse également l'intestin vulnérable aux dommages. Ainsi, la nuit, lorsque l’alimentation ne prévaut pas, l’horloge du cerveau dit aux ILC3 de retourner dans l’intestin et d’effectuer des tâches de défense et de réparation.
«Tout cela a à voir avec le fait que cet axe neuro-immunitaire spécifique est si bien régulé par l’horloge cérébrale que tout changement dans nos habitudes a un impact immédiat sur ces anciennes cellules immunitaires importantes.»
Henrique Veiga-Fernandes, Ph.D.
