La carence en fer supprime une branche importante du système immunitaire inné
La limitation du fer est une arme à double tranchant
Deux protéines garantissent que les cellules peuvent absorber du fer en cas de besoin. Si les deux protéines de contrôle sont désactivées chez les souris, les animaux développent une anémie sévère, comme prévu. Il est surprenant de constater que, dans le même temps, un type de cellule de la défense immunitaire innée, les neutrophiles, diminue également de façon spectaculaire, comme l'ont montré pour la première fois des scientifiques du Centre allemand de recherche sur le cancer. La carence en fer, un mécanisme de défense connu contre les agents pathogènes infectieux, est une arme à double tranchant, car elle réduit simultanément le pouvoir défensif d'un bras important du système immunitaire inné.
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Un métabolisme du fer équilibré est une condition préalable essentielle à notre santé. Les médicaments qui ciblent la carence en fer ou l'excès de fer font partie des thérapies les plus prescrites dans le monde. Le fait que le fer soit un composant indispensable du sang est presque connu de tous : Le métal est un composant important du pigment sanguin qu'est l'hémoglobine, qui est responsable du transport de l'oxygène dans les globules rouges.
L'approvisionnement en fer des cellules est contrôlé par les deux protéines IRP-1 et IRP-2. Si la cellule manque de fer, IRP-1 et IRP-2 accélèrent la production des différentes protéines transporteuses de fer qui font entrer le fer dans la cellule. IRP-1 et IRP-2 veillent également à ce qu'un excès de fer tout aussi dangereux ne se produise pas.
IRP-1 et IRP-2 sont essentielles à la survie : les souris dépourvues de ces deux protéines de contrôle au cours du développement embryonnaire meurent alors qu'elles sont encore dans l'utérus. Mais que se passe-t-il lorsque IRP-1 et IRP-2 font défaut chez les souris adultes ? Une équipe dirigée par Bruno Galy au DKFZ a étudié cette question chez des souris dont la production d'IRP peut être arrêtée par l'injection d'un médicament.
Comme les chercheurs s'y attendaient, le changement le plus frappant après l'arrêt des IRP a été une diminution prononcée des globules rouges. En raison de l'absence d'hémoglobine, ces érythrocytes n'ont atteint qu'une taille minimale.
Cependant, les chercheurs ont été surpris de constater que les globules blancs ont également extrêmement diminué. Un examen plus approfondi a révélé que ce déclin était principalement dû à une carence en neutrophiles. Ces cellules immunitaires représentent jusqu'à deux tiers des globules blancs chez l'homme et constituent un élément important du système immunitaire inné.
Ce déclin n'est pas dû à une mort massive des neutrophiles, mais à un blocage du développement dans le système hématopoïétique : les cellules précurseurs de la moelle osseuse ne se développent plus en neutrophiles matures, car ce processus de différenciation est apparemment dépendant du fer. D'autres types de globules blancs, comme les monocytes, n'ont pas été affectés par le blocage du développement dépendant de l'IRP.
La limitation du fer est une arme à double tranchant
"Cette forte dépendance au fer des neutrophiles était inconnue jusqu'à présent. Elle affecte peut-être la défense immunitaire contre les pathogènes bactériens", explique Bruno Galy. Il est intéressant de noter qu'à l'inverse, la carence en fer est l'une des stratégies de défense de l'organisme lors d'infections bactériennes : de nombreux agents pathogènes sont dépendants du fer. Pour ralentir leur multiplication, l'organisme accumule le métal dans certaines cellules qui servent de chambre de stockage pour rendre plus difficile l'accès des pathogènes à cette précieuse ressource.
Une autre publication dans le même numéro de la revue "Science Advances "*, à laquelle Galy participe également, démontre que la carence en fer dans le sérum sanguin, comme cela se produit généralement lors d'infections, entraîne une diminution des neutrophiles chez la souris et limite la capacité de ces cellules immunitaires à combattre les bactéries. "La carence en fer module apparemment le système immunitaire inné. Elle supprime la maturation des neutrophiles et réduit également leur pouvoir défensif", explique Bruno Galy, qui ajoute : "La limitation du fer disponible est apparemment une arme à double tranchant : D'une part, l'organisme empêche ainsi les bactéries de se propager. D'autre part, la fonction d'un bras important du système immunitaire inné en souffre."
Non seulement les infections mais aussi les inflammations conduisent souvent à une carence en fer et donc à l'anémie. Les patients cancéreux dont la maladie s'accompagne de conditions inflammatoires chroniques sont donc souvent touchés par l'anémie, ce qui peut fortement limiter leur qualité de vie. "Ensuite, nous voulons étudier si la carence en fer dans le cadre d'une inflammation chronique altère également la fonction immunitaire", explique Galy.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
Publication originale
Michael Bonadonna, Sandro Altamura Elisabeth Tybl, Gael Palais, Maria Qatato, Maria Polycarpou-Schwarz, Martin Schneider, Christina Kalk, Wibke Rüdiger, Alina Ertl, Natasha Anstee, Ruzhica Bogeska, Dominic Helm, Michael D. Milsom, Bruno Galy: Iron regulatory protein (IRP-)mediated iron homeostasis is critical for neutrophil development and differentiation in the bone marrow; Science Advances 2022
* Joe N. Frost, Sarah K. Wideman, Alexandra E. Preston, Megan R Teh, Zhichao Ai, Lihui Wang, Amy Cross, Natasha White, Yavuz Yazicioglu, Michael Bonadonna, Alexander J. Clarke, Andrew E. Armitage, Bruno Galy, Irina A. Udalova, Hal Drakesmith: Plasma iron controls neutrophil production and function; Science Advances 2022
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