Les microglies, les videurs de notre boîte de nuit neuronale

Avec les astrocytes qui bourdonnent dans le cerveau, les oligodendrocytes qui font des câlins à tous les étrangers qu'ils rencontrent, et tout le monde qui danse au rythme des neurones, quelqu'un doit agir de manière responsable et veiller à ce que personne ne soit blessé. Même les plus grandes fêtes ont leurs limites, mais il y en a toujours une en cours dans nos cerveaux. La microglie est là pour veiller à ce que la situation ne devienne pas incontrôlable.

Un outsider aux pouvoirs extraordinaires

La microglie est le seul type de cellule présent dans le cerveau qui y migre au cours du développement embryonnaire. N'étant pas native du cerveau, elle possède des propriétés adaptatives remarquables. Elle provient du sac vitellin au début de l'embryogenèse et est la plus proche parente des macrophages, des cellules T et du reste du système immunitaire que le cerveau ne connaîtra jamais. Et elle fait le travail de tous ces éléments !
Le système nerveux central étant fermé au reste du corps par la barrière hémato-encéphalique (ou BHE), aucun corps extérieur n'est présent après sa formation, au début du développement. À part les petites molécules, ni les cellules, ni les bactéries, ni même les grosses protéines ne peuvent traverser une BHE intacte.
Néanmoins, la microglie parcourt le cerveau en se faufilant entre les autres cellules, manœuvrant de façon magistrale entre elles sans perturber leur travail. Bien que la BHE empêche la plupart des matières infectieuses (virus et bactéries) d'atteindre le tissu nerveux vulnérable, certaines passent parfois à travers les mesures de sécurité. La microglie les élimine sur-le-champ, en reconnaissant le corps étranger et en l'avalant.

Des combattantes toujours en état d'alerte

Contrairement à d'autres lignées cellulaires, les microglies n'ont pas leurs progéniteurs qui peuvent remplacer les cellules manquantes lorsque l'une d'entre elles prend sa retraite. Au lieu de cela, leur durée de vie dépasse celle de la plupart de leurs homologues. Sans corps étranger (sans infection), elles peuvent errer dans les profondeurs de notre cerveau pendant des années à la recherche d'intrus sans aucun changement visible ! Lorsqu'elles rencontrent une menace pour le système nerveux central, elles se réveillent de leur état de stase et s'activent, proliférant rapidement pour combattre les intrusions. Ce n'est que dans les cas les plus critiques, lorsque la BHE est affaiblie, qu'elles appellent à l'aide au-delà de leur domaine. Dans ces situations, les cellules progénitrices et les macrophages, premiers intervenants immunitaires de l'organisme, viendront grossir les rangs de la microglie. Lorsque le combat sera gagné, elles les escorteront toutes, même par la force si nécessaire, restant à nouveau la seule force immunitaire autorisée.

Microglie dérivée de cerveaux d'opossum. Crédit : Laboratoire de neurobiologie moléculaire, Département de biotechnologie, Rijeka, Croatie.

Des protectrices aux multiples facettes

Afin de protéger au mieux notre cerveau, la microglie s'adapte à son environnement en faisant preuve d'une extrême plasticité. Croyant fermement au proverbe "L'habit fait le moine", les microglies s'habillent en fonction de leur environnement. D'un côté, elles peuvent être des forces de l'ordre implacables, qui mettent hors la loi les bactéries et les virus et, de l'autre, elles peuvent être de gentilles auxiliaires qui déversent localement les molécules de signalisation des synapses des neurones trop zélés. Leur phénotype (forme) change en conséquence, sans que leur génétique soit perturbée, comme si elles revêtaient un nouveau costume. Elles y parviennent grâce à un groupe de protéines collectivement appelé sensome, un groupe sensoriel de protéines qui leur permet d'évaluer leur environnement et d'agir en conséquence.
La microglie peut jouer le rôle de neurodégénérescence ou de neuroprotection, en fonction de l'entrée du sensome, ce qui donne lieu à plusieurs traits distincts.
Les microglies ramifiées sont les microglies dormantes. Elles sont composées d'un petit corps cellulaire et de longs bras (processus) avec lesquels elles parcourent leur environnement tout en restant immobiles, à la recherche de tout corps étranger ou de cellules mourantes.
Les microglies amiboïdes parcourent l'immensité du cerveau, récupérant les matériaux errants des cellules transformées ou mourantes.

Microglie amiboïde de rat cultivée en culture tissulaire. Crédit : Gerry Shaw

Lorsqu'une microglie ramifiée ou amiboïde détecte une menace, elle s'active, épaissit et rétracte ses branches, prend une forme amiboïde, prolifère rapidement et dévore les intrus. L'ensemble du processus n'est ni terminal ni polarisant, mais plutôt un spectre d'états allant de l'inquiétude légère à la machine d'assaut chimique complète, excrétant des facteurs inflammatoires, communiquant avec les astrocytes et les neurones pour minimiser leurs menaces et leurs dommages, tout en phagocytant (dévorant) les virus et les bactéries. Une fois que les microglies activées ont mangé leur lot d'intrus, elles sont appelées cellules gitter.
La microglie vasculaire est, comme son nom l'indique, stationnée à proximité des vaisseaux sanguins, régulant l'absorption des matières étrangères et contribuant au maintien de la BHE.

Le contrôle du cerveau sous différentes formes

Outre le fait de dévorer les intrus, la microglie contribue à la régulation de la signalisation dans les régions non infectées du cerveau, maintenant ainsi l'homéostasie. Elle y parvient grâce à une série de molécules de signalisation extracellulaires, chacune étant destinée à un récepteur différent : astrocytes, neurones, autres microglies, et même des étrangers comme les cellules T et les cellules progénitrices myéloïdes.
Grâce à cette communication, elles détectent facilement les cellules défectueuses dans leur environnement. Si elles estiment qu'une cellule est irrémédiablement modifiée et nuisible au reste du cerveau, elles peuvent excréter de grandes quantités de peroxyde d'hydrogène et d'oxyde nitrique, provoquant une "explosion respiratoire" qui élimine la cellule défaillante. Leur vaste arsenal d'armes chimiques peut également être utilisé pour retirer les branches des nerfs à proximité des tissus endommagés afin de favoriser la repousse et le remodelage des circuits neuronaux endommagés.
Dans les cas graves, certaines microglies trop actives peuvent causer plus de mal que de bien avec leur attaque chimique. Dans de rares cas, elles peuvent causer des dommages neuronaux à grande échelle par une réponse inflammatoire chronique, alors qu'elles tentent de chasser l'infection envahissante.

Un champ des possibles encore à explorer

Les microglies constituent une lignée cellulaire encore peu appréciée et peu étudiée. Leur contribution à la santé et au fonctionnement du cerveau commence dès l'embryogenèse, juste après leur installation dans le système nerveux central, et dure jusqu'à la mort. Outre leur capacité à repousser toutes les infections, leur aptitude à moduler les voies neurales est encore mal comprise. Par accumulation de dommages neuronaux mineurs causés par le vieillissement ou par une inflammation chronique, la microglie peut s'activer et provoquer un certain nombre de maladies. D'autre part, on pense que les microglies inactives ou défectueuses sont à l'origine de la maladie de Prion, de la schizophrénie et de la maladie d'Alzheimer, ce qui indique que leur détérioration et notre compréhension de celles-ci pourraient jouer un rôle important dans la découverte de traitements pour ces états.

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