Microglia
les microglies représentent la défense endogène du cerveau et le système immunitaire, qui est responsable de la protection du SNC contre divers types de facteurs pathogènes. Les cellules microgliales dérivent de progéniteurs qui ont migré de la périphérie et sont d’origine mésodermique/ mésenchymateuse. Au cours du développement postnatal, ils immigrent dans le cerveau généralement jusqu’au jour postnatal 10 chez les rongeurs., Après avoir envahi le SNC, les précurseurs microgliaux se diffusent de manière relativement homogène dans tout le tissu neural et acquièrent un phénotype spécifique, qui les distingue clairement de leurs précurseurs, les monocytes dérivés du sang.
les microglies au repos sont les cellules qui se déplacent le plus rapidement dans le cerveau
dans des conditions physiologiques, les microglies dans le SNC existent dans l’état ramifié ou ce qu’on appelait généralement l’état de « repos ». La cellule microgliale au repos est caractérisée par un petit corps cellulaire et des processus minces très élaborés, qui envoient de multiples branches et s’étendent dans toutes les directions., Comme les astrocytes, chaque cellule microgliale a son propre territoire, d’environ 15 à 30 µm de large; il y a très peu de chevauchement entre les territoires voisins. Les processus des cellules microgliales au repos se déplacent constamment à travers son territoire; il s’agit d’un mouvement relativement rapide avec une vitesse d’environ 1,5 µm/min et donc les processus microgliaux représentent les structures les plus rapides du cerveau. Dans le même temps, les processus microgliaux envoient et rétractent constamment de petites protubérances, qui peuvent croître et rétrécir de 2 à 3 µm/min. Les microglies semblent scanner aléatoirement leurs domaines., Des études récentes, cependant, ont démontré que ces processus se reposent pendant des périodes de minutes sur les sites de contacts synaptiques. Compte tenu de la vitesse de ce mouvement, le parenchyme cérébral peut être complètement scanné par des processus microgliaux toutes les plusieurs heures. La motilité des processus n’est pas affectée par la mise à feu neuronale, mais elle est sensible aux activateurs (ATP et ses analogues) et aux inhibiteurs des purinocepteurs., Les lésions neuronales focales induisent un mouvement rapide et concerté de nombreux processus microgliaux vers le site de la lésion, et en moins d’une heure, ce dernier peut être complètement entouré par ces processus. Cette motilité induite par les lésions est également régie, au moins en partie, par l’activation des purinocepteurs; elle est également sensible à l’inhibition des jonctions interstitielles, qui sont présentes dans les astrocytes, mais pas dans la microglie; l’inhibition des jonctions interstitielles affecte également la motilité physiologique des processus astrogliaux., Par conséquent, il semble que les astrocytes signalent à la microglie en libérant de L’ATP (et peut-être d’autres molécules) à travers les hémichannels de connexine. Dans l’ensemble, les processus microgliaux agissent comme un système de numérisation très sophistiqué et rapide. Ce système peut, grâce à des récepteurs résidant dans le plasmalemme des cellules microgliales, détecter immédiatement les blessures et initier le processus de réponse active, ce qui déclenche éventuellement l’activation microgliale complète.,
Activation de la microglie
Lorsqu’une insulte cérébrale est détectée par des cellules microgliales, elles lancent un programme spécifique qui entraîne la transformation progressive de la microglie ramifiée au repos en une forme améboïde; ce processus est généralement appelé « activation microgliale » et se déroule en plusieurs étapes. Au cours de la première étape de l’activation microgliale, les microglies au repos rétractent leurs processus, qui deviennent moins nombreux et beaucoup plus épais, augmentent la taille de leurs corps cellulaires, modifient l’expression de diverses enzymes et récepteurs et commencent à produire des molécules de réponse immunitaire., Certaines cellules microgliales reviennent en mode prolifératif et les nombres microgliaux autour du site de la lésion commencent à se multiplier. Les cellules microgliales deviennent mobiles et, à l’aide de mouvements de type amiboïde, elles se rassemblent autour des sites d’insulte. Si les dommages persistent et que les cellules du SNC commencent à mourir, les cellules microgliales subissent une transformation supplémentaire et deviennent des phagocytes. Il s’agit, naturellement, d’un compte rendu assez sommaire des changements complexes et hautement coordonnés qui se produisent dans les cellules microgliales; le processus d’activation est progressif et très probablement de nombreux sous-états existent sur le chemin du repos à la microglie phagocytaire., De plus, les cellules microgliales activées peuvent présenter des propriétés assez hétérogènes dans différents types de pathologies et dans différentes parties du cerveau.
la nature précise du signal initial qui déclenche le processus d’activation microgliale n’est pas entièrement comprise; il peut être associé soit au retrait de certaines molécules (le « off-signal ») libérées pendant l’activité normale du SNC, soit à l’apparition de molécules anormales ou à des concentrations anormales de molécules autrement physiologiquement présentes (on-signal)., Les deux types de signalisation peuvent fournir à la microglie des informations pertinentes sur l’état du parenchyme cérébral dans leur domaine territorial.
Les « off-signals » qui peuvent indiquer une détérioration des réseaux neuronaux ne sont pas encore complètement caractérisés. Un bon exemple pour ce type de communication sont les neurotransmetteurs. Les cellules microgliales expriment une variété de récepteurs de neurotransmetteurs classiques tels que les récepteurs du GABA, du glutamate, de la dopamine et de la noradréanline., Dans la plupart des cas, l’activation des récepteurs contrecarre l’activation des cellules microgliales par rapport à l’acquisition d’un phénotype pro-inflammatoire. On pourrait supposer que la dépression de l’activité neuronale pourrait affecter la microglie voisine, les transformant en un État « alerté ». En fait, ces « signaux off » permettent à la microglie de détecter une perturbation même si la nature du facteur dommageable ne peut pas être identifiée.
La « signalisation » est véhiculée par un large éventail de molécules, soit associées à des dommages cellulaires, soit à des corps étrangers envahissant le cerveau., En particulier, les neurones endommagés peuvent libérer de grandes quantités d’ATP, de cytokines, de neuropeptides et de facteurs de croissance. Beaucoup de ces facteurs peuvent être détectés par microglie et déclencher l’activation. Il se pourrait bien que différentes molécules puissent activer divers sous-programmes de cette routine, régulant ainsi la vitesse et le degré d’activation microgliale. Certaines de ces molécules peuvent transmettre à la fois des signaux » off » et « on »: par exemple, de faibles concentrations D’ATP peuvent indiquer une activité synaptique normale, tandis que des concentrations élevées signalent des dommages cellulaires., Les microglies sont également capables de détecter des perturbations du métabolisme cérébral: par exemple, l’accumulation d’ammoniac, qui suit de graves défaillances métaboliques (par exemple lors d’une encéphalopathie hépatique), peut activer les cellules microgliales directement ou via des intermédiaires tels que le NO ou L’ATP.
Migration et motilité
la migration Microgliale est essentielle pour de nombreux processus physiopathologiques, y compris la défense immunitaire et la cicatrisation des plaies., Les cellules microgliales présentent deux types d’activité de mouvement: sous la forme ramifiée (« repos”), elles déplacent activement leurs processus sans translocation du corps cellulaire comme cela a déjà été décrit ci-dessus. Dans la forme amiboïde, les cellules microgliales non seulement déplacent leurs processus, mais en plus la cellule entière peut migrer à travers le tissu cérébral. La migration microgliale se produit au cours du développement, lors de l’invasion des monocytes disséminés dans le cerveau., Un autre type de migration est déclenché par une insulte pathologique lorsque la microglie ramifiée subit une activation, se transforme en forme amiboïde et migre vers le site de la lésion. Il existe de nombreuses molécules candidates qui peuvent servir de signaux pathologiques et initier la migration microgliale et agir comme molécules chimioattractives. Ces molécules comprennent L’ATP, les cannabinoïdes, les chimiokines, l’acide lysophosphatidique et la bradykinine. Le mouvement réel des cellules microgliales implique la redistribution du sel et de l’eau et de divers canaux ioniques et transporteurs importants pour ce processus., En particulier, les canaux K+, les canaux Cl, l’échangeur Na+/H+, l’échangeur Cl -/HCO3 et le Cotransporteur Na+/HCO3 contribuent à la motilité et à la migration microgliales.
phagocytose
Les cellules microgliales sont les phagocytes innés professionnels du tissu du SNC. Cette fonction est importante pour le cerveau normal, pendant le développement du cerveau, et dans la pathologie et la régénération. Dans le développement du SNC, la phagocytose microgliale joue un rôle déterminant dans l’élimination des cellules apoptotiques et peut être impliquée dans l’élimination des synapses pendant le développement et potentiellement dans l’élagage des synapses dans le cerveau postnatal., La phagocytose microgliale est intimement impliquée dans de nombreuses maladies neurologiques. En réponse à la lésion, les cellules microgliales s’accumulent sur le site endommagé et éliminent les débris cellulaires ou même des parties des cellules endommagées. Grâce à la phagocytose, les cellules microgliales peuvent également accumuler divers facteurs pathologiques tels que par exemple la bêta-amyloïde dans la maladie d’Alzheimer ou des fragments de myéline dans les maladies démyélinisantes. Plusieurs facteurs, récepteurs et cascades de signalisation peuvent réguler l’activité phagocytaire., En particulier, la phagocytose microgliale est contrôlée par des purinocepteurs; les récepteurs métabotropes p2y6 stimulent tandis que les récepteurs ionotropes P2X7 inhibent l’activité phagocytotique. La phagocytose microgliale est également contrôlée par le facteur neurotrophique dérivé glial, par le facteur neurotrophique ciliaire, par les récepteurs TOLL, par le récepteur prostanoïde, etc.
présentation de L’antigène
Les cellules microgliales sont les cellules présentant l’antigène dominant dans le système nerveux central., Dans des conditions de repos, l’expression du complexe moléculaire de présentation de l’antigène, du complexe majeur D’histocompatibilité II (MHCII) et des molécules co-stimulatrices telles que CD80, CD86 et CD40 est inférieure à la détection. En cas de lésion, les molécules sont fortement régulées et l’expression de ce complexe est essentielle pour interagir avec les lymphocytes T. Cette régulation à la hausse a été décrite dans un certain nombre de pathologies et est bien étudiée dans la sclérose en plaques. Les cellules microgliales phagocytent la myéline, la dégradent et présentent des peptides des protéines de myéline sous forme d’antigènes., En libérant des cytokines telles que les cellules microgliales CCl2 sont importantes pour recruter des leucocytes dans le SNC. La microglie interagit avec les lymphocytes T infiltrants et, par conséquent, Médie la réponse immunitaire dans le cerveau. Ils ont la capacité de stimuler la prolifération des lymphocytes T positifs TH1 – et TH2-CD4.
Adapté de: Kettenmann H.; Verkhratsky A. (2011) Névroglie – Vivant Nerf de la Colle, Fortschritte der Neurologie und Psychiatrie 79: 588-597