Les espèces réactives de l’oxygène sont des produits chimiques hautement réactifs formés à partir de l’oxygène. Ils servent de signaux principaux de dysfonctionnement cellulaire qui contribuent aux maladies. La sécrétion d’espèces réactives de l’oxygène dans l’intestin est nécessaire au maintien de la fonction des cellules souches et importante pour la réparation des plaies; cependant, il peut également provoquer des effets inflammatoires. L’équipe de Mount Sinai a découvert les principaux facteurs de transcription à l’origine des changements anormaux des cellules souches, suggérant un rôle important des espèces réactives de l’oxygène dans le maintien de la santé des intestins.

« Bien qu’il soit clair que la régulation de l’oxygène et des espèces réactives de l’oxygène joue un rôle essentiel dans les maladies chroniques en général, et les MII en particulier, cette étude constitue une avancée majeure dans la définition du rôle clé des espèces de l’oxygène dans le maintien d’une barrière épithéliale saine pour les MII », a déclaré l’auteur principal Judy H. Cho, MD, doyen de la génétique translationnelle et titulaire de la chaire Ward-Coleman en génétique translationnelle, et vice-président de la pathologie, de la médecine moléculaire et cellulaire à la Icahn School of Medicine du mont Sinaï.

L’équipe de recherche a étudié le rôle des espèces réactives de l’oxygène et de NOX1, la protéine utilisée pour produire ces produits chimiques, en examinant l’expression des gènes unicellulaires in vitro et in vivo dans des modèles de souris, ainsi que ex vivo sous forme de biopsies intestinales humaines obtenues à la suite de coloscopies de routine. Ils ont mesuré la quantité d’espèces réactives de l’oxygène et analysé le profil d’expression génique des cellules de la barrière intestinale chez les souris et les patients humains atteints d’un sous-type de MICI connu sous le nom de colite ulcéreuse. Les cellules de la barrière intestinale recouvrent la surface de l’intestin et aident à digérer les aliments, à absorber les nutriments et à prévenir l’invasion des bactéries intestinales. Les chercheurs de Mount Sinai ont comparé les données d’expression génique dans les tissus du côlon enflammés et non enflammés.

Les chercheurs ont découvert qu’une combinaison de NOX1, perte de fonction – qui entraîne une diminution des espèces réactives de l’oxygène, plus la présence d’une substance connue sous le nom de TNF qui provoque une inflammation conduit à une augmentation anormale des cellules micropliées. Les cellules microfold, également connues sous le nom de cellules M, sont essentielles à la régulation de la réponse immunitaire intestinale. L’équipe de recherche a découvert cette augmentation anormale des cellules M, résultant de la perte d’espèces réactives de l’oxygène, dans les cellules souches des modèles humain et murin. Cette augmentation des cellules épithéliales M entraîne un recrutement accru de cellules immunitaires chez la souris. En traitant les cellules intestinales avec des espèces réactives de l’oxygène, ils ont pu inverser le défaut initial causé par la perte d’espèces réactives de l’oxygène au cours de l’inflammation.

« Les spécifications d’oxygène réactif libérées par les cellules souches sont essentielles pour maintenir un intestin sain en maintenant un bon équilibre des types de cellules de la barrière intestinale », a déclaré l’auteur principal Nai-Yun Hsu, PhD, chercheur associé au laboratoire Judy Cho. Les chercheurs encouragent d’autres études, qui, selon eux, pourraient inclure une thérapie directe de modulation des espèces réactives de l’oxygène par les cellules souches pour les patients atteints de MICI dans les futurs traitements.

L’Université d’Oxford à Oxford, au Royaume-Uni, a contribué à la recherche. L’étude a été financée par les National Institutes of Health et le Sanford J. Grossman Charitable Trust.