Fish aide les chercheurs avec une percée

Des scientifiques de l'Université du Nouveau-Mexique ont récemment découvert des rôles antiviraux dans les neurones olfactifs présents dans les poissons, permettant ainsi de mieux comprendre comment les neurones et les cellules immunitaires agissent ensemble pour contrôler l'infection virale, selon un groupe de scientifiques dirigé par Irene Salinas.

Les virus respiratoires – comme la grippe – sont connus pour pénétrer dans la cavité nasale et propager l'infection vers d'autres organes du corps, comme le cerveau et les poumons.

En 2014, le Salinas Lab, un groupe de scientifiques dirigé par Salinas, professeur agrégé de biologie à l'UNM, a constaté que la truite arc-en-ciel avait un système immunitaire nasal et mis au point les premiers vaccins nasaux à base de poisson.

Le laboratoire a publié une étude intitulée «Les neurones sensoriels olfactifs induisent des réponses immunitaires antivirales ultra-rapides de manière dépendante de TrkA». en juin de cette année dans les Actes de l'Académie nationale des sciences. L’étude a été financée à la fois par la National Science Foundation (NSF) et le Département de l’agriculture des États-Unis (USDA), selon UNM Newsroom.

L'étude montre l'interaction entre les neurones sensoriels olfactifs et le système immunitaire des poissons.

"Ce qui a vraiment éclaté, c'est tous les gènes neuronaux modulés par le virus, ce à quoi nous ne nous attendions pas", a déclaré Salinas. "Nous pensons tous que les vaccins affectent le système immunitaire, mais nous avons commencé à voir les neurones olfactifs et les récepteurs olfactifs en train d'être modifiés", a-t-elle ajouté.

Salinas a comparé ses recherches à celles d'enfants qui inhalent un vaccin antigrippal au moyen d'un vaporisateur nasal, ajoutant que personne n'avait encore étudié ce qu'il advient des neurones dans le nez après avoir reçu le vaccin.

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«Nos recherches montrent que les neurones sont capables de réagir aux virus», a déclaré Salinas. «L’une des découvertes les plus importantes est que nous ne pouvons pas ignorer le fait que les tissus, comme l’épithélium olfactif, contiennent de nombreux types de cellules, pas seulement des cellules immunitaires.»

Le laboratoire a examiné l'efficacité du nez pour empêcher les infections d'atteindre le cerveau et d'autres organes du corps. Les neurones dans le nez changent quand un vaccin viral est administré et comment les zones du cerveau répondent aux neurones olfactifs qui avaient détecté le vaccin à la périphérie, a-t-elle expliqué.

Selon M. Salinas, les recherches précédentes sur les réponses immunitaires du cerveau aux agents pathogènes n’étaient menées que sur certaines parties du cerveau lorsqu’une infection active se produisait, mais pas lorsque l’infection se produit ailleurs dans le système nerveux (dans ce cas le nez).

Le laboratoire de Salinas a pu détecter la présence du virus dans le nez, mais le virus n’a jamais été transmis au cerveau. Ils ont découvert que les neurones du nez envoient des signaux au cerveau, lequel aide le nez à faire face à la présence du virus.

"C'était un axe de communication vraiment cool que personne n'avait encore vu auparavant", a déclaré Salinas. "C'était comme si le nez parlait au cerveau et le cerveau parlait au nez – les deux s'entraidant pour que le virus reste uniquement dans le nez et ne progresse jamais jusqu'au cerveau et ne cause aucun dommage."

Un pour cent des cellules situées dans la partie supérieure du nez dans le système olfactif du poisson, appelé neurones à cryptographie, ont disparu rapidement après l'administration du vaccin dans la cavité nasale du poisson. Une enquête plus approfondie a révélé que les cellules mouraient lorsque le récepteur qu'elles expriment, TrkA, interagissait avec le virus.

Des recherches continues ont montré que bloquer la mort des neurones de cryptage ne suffisait pas pour empêcher toute la réponse immunitaire de se rendre au cerveau. Salinas a déclaré qu'ils prédisaient qu'il y avait un décalage entre l'activation des neurones et l'envoi du message en tant que signal électrique au cerveau. Cela est absolument nécessaire pour que la réponse immunitaire ait lieu.

En collaborant avec le Dr Mar Huertas, électrophysiologue à la Texas State University, le laboratoire a pu prouver que le cerveau est activé électriquement lorsque le virus pénètre dans le système olfactif.

Les réponses neurologiques aux vaccins nasaux se sont produites très rapidement, en moins de 15 minutes. Selon M. Salinas, cela pourrait être utile pour le développement d'un vaccin, car les chercheurs attendaient généralement des semaines avant d'évaluer l'effet des vaccins nasaux sur le système immunitaire.

«Les interactions entre les neurones et les cellules immunitaires sont très rapides, cela se produit en quelques minutes», a-t-elle déclaré. "C'est probablement l'une des raisons pour lesquelles les vaccins nasaux sont si efficaces, et nous ne maîtrisons pas encore cet aspect de la biologie."

Le Dr Ali Sepahi, le premier auteur de l'étude, a déclaré que l'un des aspects les plus intéressants de la recherche publiée était que le poisson pouvait sentir le danger et alerter immédiatement le système immunitaire.

«Le système immunitaire doit être très rapide pour pouvoir empêcher le virus d'atteindre le cerveau, où vous ne voulez pas de réponse inflammatoire», a déclaré Sepahi.

«Ce type de neurones sensoriels olfactifs (cryptes de neurones) était auparavant connu pour la détection de la phéromone sexuelle et de la nourriture, mais nous voyons maintenant qu'ils peuvent sentir le virus et renforcer la réponse immunitaire. Lorsque nous avons retiré les neurones des cryptes chez les poissons, nous avons constaté qu’ils étaient plus susceptibles aux infections virales et que leur taux de mortalité était donc supérieur à celui des poissons avec neurones des cryptes », a déclaré Sephani.

Un type d'immunité similaire pourrait également être présent chez l'homme, selon Salinas. Le laboratoire étudie actuellement le système immunitaire des souris afin de traduire les résultats obtenus chez les poissons en santé.

Amanda Britt est l'éditeur de photos pour le Daily Lobo. Elle peut être contactée à photoeditor@dailylobo.com ou sur Twitter @AmandaBritt__

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