Chez la souris, le zinc aide le thymus du système immunitaire à se régénérer et à récupérer les cellules immunitaires après une greffe de moelle osseuse


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  • Les propriétés de renforcement immunitaire du zinc sont bien établies, mais les scientifiques ne savent pas exactement comment cela fonctionne. Dans une nouvelle étude publiée en ligne le 25 mars dans la revue Sang, Les scientifiques du Centre de recherche sur le cancer Fred Hutchinson révèlent deux façons dont le minéral soutient l’immunité et suggèrent comment il pourrait être utilisé pour améliorer la santé.

    En utilisant des souris, l’équipe a découvert que le zinc est nécessaire au développement de cellules immunitaires appelées lymphocytes T et stimule la régénération du thymus, l’organe immunitaire qui produit les lymphocytes T.

    “Cette étude ajoute à notre connaissance de ce que le zinc fait réellement dans le système immunitaire et suggère une nouvelle stratégie thérapeutique pour améliorer la récupération du système immunitaire”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Jarrod Dudakov, immunologiste chez Fred Hutch.

    L’étude a également révélé qu’un composé expérimental qui imite l’action du zinc dans cet organe fonctionne encore mieux que le minéral naturel pour favoriser la récupération immunitaire.

    “Nous examinons maintenant comment le zinc pourrait s’intégrer à nos autres découvertes sur la façon dont le système immunitaire se répare et pourrait éventuellement conduire à des thérapies pour améliorer la fonction immunitaire des personnes qui reçoivent une greffe de cellules souches sanguines pour un cancer du sang ou des personnes atteintes d’immunité chronique. déclin qui accompagne le vieillissement », a déclaré Dudakov.

    Régénération thymique et fonction immunitaire, et zinc

    Auparavant, Dudakov et son équipe ont décrit les voies moléculaires et les types de cellules qui régissent la façon dont le thymus du système immunitaire se répare après une blessure. De tels traitements pourraient améliorer l’efficacité du vaccin et accélérer la régénération thymique après des facteurs de stress comme la chimiothérapie, la greffe de cellules souches sanguines et l’exposition aux radiations.

    Dudakov a commencé à étudier le zinc il y a quelques années lorsque le Dr Lorenzo Iovino, premier auteur de l’étude et associé de recherche chez Fred Hutch, a rejoint le laboratoire de Dudakov. Étant donné que les scientifiques savaient que de faibles niveaux de zinc sont liés à moins de cellules T combattant les infections et à un thymus rétréci, où les cellules T se développent, Dudakov et Iovino ont exploré comment compléter avec du zinc dans des modèles de souris où le système immunitaire est endommagé.

    Iovino, qui est également médecin spécialisé dans la greffe de cellules souches sanguines, avait montré dans une étude précédente que le zinc pouvait stimuler la récupération immunitaire chez les patients subissant des greffes de cellules souches pour le myélome multiple du cancer du sang.

    Mais l’étude n’a pas expliqué pourquoi le zinc aidait.

    Le zinc est essentiel au développement des lymphocytes T et à la régénération thymique

    Comme chez l’homme, Iovino et Dudakov ont découvert que les thymus de souris privées de zinc alimentaire rétrécissent et produisent nettement moins de lymphocytes T matures, même après aussi peu que trois semaines de régime sans zinc. Iovino a pu montrer que sans zinc, les cellules T ne peuvent pas mûrir complètement.

    Il a également découvert que la carence en zinc ralentit la récupération du nombre de lymphocytes T après que les souris reçoivent des traitements immunodestructeurs similaires à ceux administrés aux patients sur le point de recevoir une greffe de cellules souches sanguines.

    À l’inverse, un supplément de zinc accélère ce processus et les lymphocytes T récupèrent plus rapidement que la normale. L’équipe a constaté un résultat similaire dans un modèle murin de greffe de cellules souches sanguines.

    “Nous avons donc eu un résultat cohérent d’une meilleure reconstitution du thymus et également d’une meilleure reconstitution des lymphocytes T dans le sang périphérique après une supplémentation en zinc”, a déclaré Iovino. “Mais nous ne savions toujours pas exactement comment le zinc fonctionnait.”

    Iovino a découvert que c’était le changement des niveaux de zinc environ des cellules qui libèrent un facteur clé de régénération qui semble déclencher les processus de renouvellement du thymus. Les lymphocytes T accumulent du zinc au fur et à mesure de leur développement, mais le libèrent après qu’un événement dommageable – comme une rafale de rayonnement – les tue.

    Les cellules utilisent une molécule appelée GPR39 pour détecter un changement dans le zinc externe, et Iovino a découvert qu’un composé expérimental qui imite l’augmentation des niveaux externes de zinc en stimulant le GPR39 pourrait également favoriser la libération du facteur de renouvellement et la régénération thymique.

    “Ce que nous pensons qu’il se passe, c’est que lorsque vous donnez une supplémentation en zinc, cela s’accumule dans les cellules T en développement. Il est stocké et stocké et stocké, puis les dommages surviennent et le zinc est libéré”, a déclaré Dudakov. “Maintenant, vous avez plus de zinc que vous n’en auriez normalement, et cela peut déclencher cette voie de régénération. Avec le composé expérimental, nous pouvons simplement cibler directement le GPR39 et obtenir essentiellement le même effet sans aucun de ces prétraitements.”

    Se rendre à la clinique

    Il reste encore beaucoup à apprendre avant de pouvoir transformer leurs découvertes en stratégies thérapeutiques, ont déclaré les scientifiques.

    Les patients transplantés reçoivent déjà des suppléments minéraux, donc si du zinc supplémentaire devait être incorporé dans leurs schémas thérapeutiques, il serait important de s’assurer que toute personne qui en reçoit est vraiment déficiente en zinc. Iovino pense que de nombreux patients pourraient l’être, mais pour le moment, il n’existe pas de bon test pour évaluer cela. Il travaille actuellement à en développer un, qui serait d’abord utilisé pour aider les chercheurs à déterminer si le statut en zinc des patients est corrélé à la récupération immunitaire après une greffe de cellules souches sanguines.

    Dudakov poursuivra les composés stimulant le GPR39 comme thérapies pour améliorer la récupération thymique après des blessures aiguës comme la radiothérapie pré-transplantation. L’équipe examine actuellement des composés similaires pour trouver ceux qui pourraient être plus efficaces.

    Lui et Iovino travaillent également pour déterminer si de tels composés pourraient aider à la régénération thymique dans d’autres contextes. Malheureusement, nos thymus rétrécissent aussi lentement et réduisent leur production de lymphocytes T à mesure que nous vieillissons. Dudakov et Iovino aimeraient également savoir si cette dégénérescence chronique pourrait être ralentie en stimulant les processus de régénération de l’organe.

    “Notre laboratoire continue de reconstituer les acteurs moléculaires qui contribuent à la repousse du thymus”, a déclaré Dudakov. “En fin de compte, nous visons à développer des thérapies qui déclenchent la régénération naturelle et rétablissent la santé immunitaire.”

    L’étude a été financée par les National Institutes of Health, l’American Society of Hematology et la Fondation Rotary.

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