Israël : une étude montre que les antibiotiques réparent les dégâts de la salmonelle

En utilisant un modèle murin révolutionnaire, une équipe de chercheurs de l’Université Ben-Gurion du Neguev a reproduit la manière dont la maladie chronique se comporte chez l’homme.

Les chercheurs ont découvert qu’une fois les antibiotiques administrés, les souris avaient non seulement guéri, mais que leurs cellules souches avaient elles aussi retrouvé un état sain.

« L’expérience donne de l’espoir aux personnes en attente de dons de sang et qui attendent que les donneurs aillent mieux », explique au Times of Israel, lors d’un appel vidéo, le professeur Roi Gazit, qui dirige un laboratoire de cellules souches à l’Université Ben-Gurion et a supervisé la recherche.

« Maintenant que nous avons le modèle, poursuit Gazit, nous allons accumuler davantage de connaissances. Il nous sera in fine peut-être possible d’améliorer la greffe de moelle osseuse dans son ensemble. »

Gazit signale que les conclusions de l’étude, publiée dans Cell Reports, sont « très optimistes ».

L’importance des greffes de cellules souches

Sselon le Réseau mondial pour la greffe de sang et de moelle osseuse (WBMT), chaque année, près de 90 000 greffes de cellules souches s’effectuent un peu partout dans le monde.

En Israël, ce sont quelque 500 greffes qui se pratiquent chaque année. Le registre de la moelle osseuse d’Ezer Mitzion comprend plus de 1,3 million de donneurs potentiels prêts à aider les personnes atteintes de leucémie, de lymphome ou d’autres cancers. Les greffes de cellules souches permettent de rétablir le système sanguin et immunitaire d’un patient.

« Les gens savent que les humains fabriquent de nouvelles cellules sanguines chaque jour, chaque seconde de leur vie », explique Gazit.

« C’est une cadence ahurissante. Cela correspond à plus d’un million de nouvelles cellules sanguines chaque seconde. Même quand vous êtes assis, votre moelle osseuse produit un nombre astronomique de nouvelles cellules sanguines, et ce, juste pour maintenir votre corps à l’équilibre, quand tout va bien. »

Mais le système de production sanguine repose sur un très petit nombre de cellules appelées cellules souches hématopoïétiques (CSH), que l’on retrouve dans la moelle osseuse. Ces cellules sont la source de tous les globules, rouges ou blancs, et des plaquettes.

Lorsque le corps est en bonne santé, ces CSH « se reposent et conservent leur potentiel en ne proliférant pas », reprend Gazit.

Mais lorsque le corps combat une infection, les cellules souches entrent dans « un état d’urgence de division constante dans le but de produire des globules blancs inflammatoires chargés de combattre la bactérie », poursuit Gazit.

Les cellules souches s’épuisent rapidement, ajoute-t-il, et leur capacité à être transplantées chez un autre individu « tombe alors à zéro ou presque ».

Trouver un traitement

Les scientifiques sont bien conscients de l’impact d’une maladie bactérienne chronique sur ces CSH, ce qui n’empêche que l’étude de ces cellules souches malades reste problématique, signale Gazit, car elles changent constamment.

L’équipe de Gazit s’est concentrée sur des cellules souches adultes infectées par la salmonelle, une bactérie d’origine alimentaire courante. Selon l’Organisation mondiale de la santé (OMS), elle touche une personne sur dix chaque année.

La maladie se caractérise généralement par l’apparition soudaine de fièvre, de douleurs abdominales, de diarrhée, de nausées et parfois de vomissements. Gazit explique que chez les souris de laboratoire standard, la salmonelle occasionne une maladie aiguë et rapidement mortelle, ce qui rend l’observation à long terme impossible.

Pour surmonter cet obstacle, Gazit souligne que le laboratoire de l’UBG a collaboré avec le professeur Roy Curtiss III de l’Université d’État de l’Arizona, qui a fourni une souche modifiée et spéciale de salmonelle.

C’est Erez Elfassy, étudiant de l’UBG, qui a mis au point le modèle de laboratoire.

Les souris sont tombées légèrement malades. Au bout de 14 jours, l’infection avait provoqué une importante perte de poids et une forte augmentation de la taille de la rate. A l’intérieur de la moelle osseuse des souris, les cellules souches avaient perdu presque tout leur potentiel biologique. Elles produisaient massivement des globules blancs inflammatoires au lieu de contribuer à garder un sang sain, et elles étaient « inondées de signaux liés à la détresse cellulaire », explique Gazit.

C’est là qu’Elfassy, « qui est un étudiant brillant », souligne Gazit, a administré des antibiotiques aux souris, lesquelles ont rapidement récupéré. Leur poids est revenu à la normale et leur rate hypertrophiée a retrouvé sa taille initiale.

Séquençage de l’ARN sur cellule unique

L’équipe s’est ensuite associée au laboratoire du Dr Ofir Cohen, à l’UGB, pour utiliser le séquençage de l’ARN sur cellule unique, une technologie que Gazit compare à un « microscope très perfectionné », dans le but de déterminer comment l’infection affecte les cellules souches.

« La cartographie génétique a confirmé que les antibiotiques calmaient les cellules souches hyper actives et épuisées », souligne Gazit. « Les souris ont complètement récupéré, et le potentiel de transplantation de leurs cellules souches a également été rétabli. »

« C’est de la science fondamentale », affirme Gazit. « Disons que j’ai besoin d’une greffe de moelle osseuse. Mon frère, qui est compatible pour la transplantation, est prêt à donner, mais il est malade aujourd’hui. Notre réponse est simple : donnez-lui des antibiotiques et laissez-le se reposer, et ses cellules souches vont récupérer. »

« Ce que je retiens de cette étude, c’est qu’elle prouve la puissance des technologies sur cellule unique pour découvrir comment l’inflammation chronique remodèle les CSH au niveau moléculaire », explique au Times of Israel le professeur Michael Milyavsky, pathologiste à l’Université de Tel Aviv.

Milyavsky, qui n’a pas participé à cette étude, ajoute qu’au-delà des connaissances biologiques, ce travail a des « conséquences importantes », dans la mesure où l’état inflammatoire des donneurs de moelle osseuse « pourrait être un facteur important à prendre en compte avant une greffe de cellules souches ».

« Cela ouvre la possibilité que la restauration de la santé des cellules souches avant la transplantation améliore les résultats cliniques », poursuit-il.

« Ces résultats restent à valider chez l’homme mais ils ouvrent une voie passionnante pour développer des stratégies d’optimisation de la greffe de moelle osseuse. »

Gazit fait remarquer que les centres hospitaliers ne sont, dans l’ensemble, pas favorables aux greffes de moelle osseuse chez les personnes de plus de 70 ans car il s’agit d’une procédure lourde pour les personnes souffrant d’autres pathologies.

« Mais de nos jours, beaucoup de personnes vivent plus de 70 ans », conclut-il.

« Si nous comprenons mieux les mécanismes fondamentaux, nous pourrons à terme pratiquer des greffes de moelle osseuse chez des personnes qui n’en bénéficient pas aujourd’hui. Cela pourrait sauver la vie de nombreuses personnes en Israël. »