Le fer nourrit les cellules immunitaires et peut aggraver l'asthme

Vous avez probablement entendu dire que les épinards et le steak contiennent du fer. Vous savez peut-être aussi que c'est un micronutriment essentiel, composant majeur de l'hémoglobine, la protéine des globules rouges qui transporte l'oxygène des poumons vers tout le corps.

Une fonction importante moins connue du fer est son implication dans la production d’énergie pour certaines cellules immunitaires.

Dans une étude récemment publiée par notre laboratoire, nous avons découvert que le blocage ou la limitation du flux de fer dans les cellules immunitaires pourrait potentiellement atténuer les symptômes d’une crise d’asthme déclenchée par des allergènes.

Cellules immunitaires qui ont besoin de fer

Lors d'une crise d'asthme, des allergènes inoffensifs activent les cellules immunitaires pulmonaires appelées ILC2 (cellules lymphoïdes intrinsèques de type 2). Celles-ci se multiplient et libèrent de grandes quantités de cytokines, les messagers utilisés par les cellules immunitaires pour communiquer, provoquant une inflammation indésirable. Il en résulte des symptômes tels que toux et respiration sifflante, qui donnent l'impression que vos voies respiratoires sont comprimées.

Afin d'évaluer le rôle du fer dans la fonction pulmonaire de l'ILC2, nous avons mené une série d'expériences en laboratoire avec l'ILC2. Nous avons ensuite validé nos résultats chez des souris souffrant d'asthme allergique et chez des patients présentant divers degrés de sévérité de l'asthme.

Résultats expérimentaux

Tout d'abord, nous avons découvert que les ILC2 utilisent une protéine appelée récepteur de la transferrine 1 (TfR1) pour capter le fer. Lorsque nous avons bloqué cette protéine alors que les ILC2 étaient activées, les cellules ne pouvaient plus utiliser le fer et n'étaient plus capables de se répliquer et de provoquer une inflammation aussi efficacement qu'auparavant.

Nous avons ensuite utilisé un produit chimique appelé chélateur du fer pour empêcher l'ILC2 d'utiliser le fer. Les chélateurs du fer sont de véritables aimants à fer et sont utilisés en médecine pour traiter les affections où l'organisme présente un excès de fer.

Lorsque nous avons privé les ILC2 de fer à l'aide d'un chélateur, les cellules ont été contraintes de modifier leur métabolisme et d'adopter un autre mode d'énergie, comme passer d'une voiture de sport à un vélo. Elles n'étaient plus aussi efficaces pour provoquer une inflammation pulmonaire.

Nous avons ensuite limité le fer cellulaire chez des souris présentant des voies respiratoires sensibles en raison de l'activité d'ILC2. Nous avons procédé de trois manières: en inhibant TfR1, en ajoutant un chélateur du fer ou en induisant de faibles taux globaux de fer grâce à une protéine synthétique appelée mini-hepcidine. Chacune de ces méthodes a permis de réduire l'hyperréactivité des voies respiratoires chez les souris, ce qui a atténué la gravité de leurs symptômes d'asthme.

Enfin, nous avons examiné des cellules de patients asthmatiques. Nous avons constaté un point intéressant: plus la protéine TfR1 était présente sur leurs cellules ILC2, plus leurs symptômes d'asthme étaient graves. Autrement dit, le fer jouait un rôle important dans la gravité de leur asthme. Le blocage de TfR1 et l'utilisation de chélateurs du fer ont réduit la prolifération d'ILC2 et la production de cytokines, ce qui suggère que nos résultats murins sont applicables aux cellules humaines. Cela signifie que nous pouvons transférer ces résultats du laboratoire aux essais cliniques le plus rapidement possible.

Thérapie au fer pour l'asthme

Le fer agit comme un chef d'orchestre, indiquant aux cellules immunitaires comme l'ILC2 comment se comporter lors d'une crise d'asthme. Sans suffisamment de fer, ces cellules ne peuvent pas causer autant de problèmes, ce qui pourrait réduire les symptômes de l'asthme.

Nous travaillons ensuite à cibler les cellules immunitaires du patient lors d'une crise d'asthme. Si nous parvenons à réduire la quantité de fer disponible pour les ILC2 sans épuiser les réserves globales de fer de l'organisme, cela pourrait mener à un nouveau traitement de l'asthme qui s'attaque à la cause sous-jacente de la maladie, et non seulement aux symptômes. Les traitements actuels permettent de contrôler les symptômes et de maintenir les patients en vie, mais ils ne guérissent pas la maladie. Les thérapies à base de fer pourraient offrir une meilleure solution pour les patients asthmatiques.

Notre découverte ne s'applique pas uniquement à l'asthme. Elle pourrait révolutionner d'autres maladies impliquant les ILC2, comme l'eczéma et le diabète de type 2. Qui aurait cru que le fer pouvait être si important pour le système immunitaire?

Les résultats des travaux sont décrits en détail dans un article publié dans la revue The Conversation.