Les propriétés de renforcement du système immunitaire du zinc sont bien établies, mais les scientifiques ne savaient pas exactement comment cela fonctionne. Dans une nouvelle étude publiée en ligne le 25 mars dans la revue Blood, les scientifiques du Fred Hutchinson Cancer Research Center révèlent deux façons dont le minéral soutient l’immunité et suggèrent comment il pourrait être utilisé pour améliorer la santé.

En utilisant des souris, l’équipe a découvert que le zinc est nécessaire au développement de cellules immunitaires combattant la maladie, appelées cellules T, et qu’il incite à la régénération du thymus, l’organe immunitaire qui produit les cellules T. « Cette étude ajoute à nos connaissances sur le rôle du zinc dans le développement de l’immunité.

« Cette étude enrichit nos connaissances sur ce que fait réellement le zinc dans le système immunitaire et suggère une nouvelle stratégie thérapeutique pour améliorer le rétablissement du système immunitaire », a déclaré l’auteur principal, le Dr Jarrod Dudakov, immunologiste à Fred Hutch.

L’étude a également révélé qu’un composé expérimental qui imite l’action du zinc dans cet organe fonctionne encore mieux que le minéral naturel pour favoriser la récupération immunitaire.

« Nous examinons maintenant comment le zinc peut s’intégrer à nos autres découvertes sur la façon dont le système immunitaire se répare et pourrait éventuellement conduire à des thérapies visant à améliorer la fonction immunitaire des personnes qui reçoivent une greffe de cellules souches sanguines pour un cancer du sang ou des personnes souffrant d’un déclin immunitaire chronique qui accompagne le vieillissement », a déclaré Dudakov.

Régénération thymique, fonction immunitaire et zinc

Auparavant, Dudakov et son équipe ont décrit les voies moléculaires et les types de cellules qui régissent la manière dont le thymus du système immunitaire se répare après une blessure. De tels traitements pourraient améliorer l’efficacité des vaccins et accélérer la régénération du thymus après des facteurs de stress comme la chimiothérapie, la transplantation de cellules souches sanguines et l’exposition aux radiations.

Dudakov a commencé à étudier le zinc il y a quelques années lorsque le Dr Lorenzo Iovino, premier auteur de l’étude et chercheur associé à Fred Hutch, a rejoint le laboratoire de Dudakov. Comme les scientifiques savaient que de faibles niveaux de zinc étaient liés à une diminution du nombre de cellules T combattant les infections et à un rétrécissement du thymus, où les cellules T se développent, Dudakov et Iovino ont cherché comment compléter l’apport en zinc dans des modèles de souris où le système immunitaire est endommagé.

Iovino, qui est également médecin spécialisé dans la transplantation de cellules souches du sang, avait montré dans une étude précédente que le zinc pouvait stimuler la récupération immunitaire chez les patients subissant une transplantation de cellules souches pour le myélome multiple, un cancer du sang.

Mais l’étude n’expliquait pas pourquoi le zinc était utile.

Le zinc est essentiel au développement des cellules T et à la régénération thymique

Comme chez l’homme, Iovino et Dudakov ont constaté que le thymus des souris privées de zinc alimentaire se rétrécit et produit nettement moins de cellules T matures, même après seulement trois semaines d’un régime sans zinc. Iovino a pu montrer que sans zinc, les cellules T ne peuvent pas atteindre leur pleine maturité.

Il a également constaté que la carence en zinc ralentit le rétablissement du nombre de cellules T après que les souris ont reçu des traitements immunodestructeurs semblables à ceux administrés aux patients sur le point de recevoir une greffe de cellules souches sanguines.

À l’inverse, un supplément de zinc accélère ce processus, et les cellules T se rétablissent plus rapidement que la normale. L’équipe a observé un résultat similaire dans un modèle murin de transplantation de cellules souches du sang.

« Nous avons donc eu un résultat cohérent d’une meilleure reconstitution du thymus et également d’une meilleure reconstitution des cellules T dans le sang périphérique après une supplémentation en zinc », a déclaré Iovino. « Mais nous ne savions toujours pas comment le zinc agissait exactement ».

Iovino a découvert que c’était la modification des niveaux de zinc autour des cellules qui libèrent un facteur régénérateur clé qui semblait déclencher les processus de renouvellement du thymus. Les cellules T accumulent du zinc au cours de leur développement, mais le libèrent après qu’un événement dommageable – comme une explosion de radiations – les a tuées.

Les cellules utilisent une molécule appelée GPR39 pour détecter un changement dans le zinc externe, et Iovino a découvert qu’un composé expérimental qui imite l’augmentation des niveaux de zinc externes en stimulant GPR39 pourrait également promouvoir la libération du facteur de renouvellement et la régénération du thymus.

« Iovino a découvert qu’un composé expérimental qui imite l’augmentation des niveaux de zinc externe en stimulant GPR39 pouvait également favoriser la libération du facteur de renouvellement et la régénération du thym. Il est stocké, stocké et stocké, puis les dommages surviennent et le zinc est libéré », a déclaré Dudakov. « Il y a alors plus de zinc que d’habitude, et il peut déclencher cette voie de régénération. Avec le composé expérimental, nous pouvons cibler directement le GPR39 et obtenir le même effet sans aucun prétraitement. »

Selon les scientifiques, il reste encore beaucoup à apprendre avant de pouvoir transformer leurs découvertes en stratégies thérapeutiques.

Les patients transplantés reçoivent déjà des compléments minéraux. Si un supplément de zinc devait être incorporé dans leur traitement, il faudrait s’assurer que les personnes qui le reçoivent sont réellement carencées en zinc. Le professeur Iovino pense que de nombreux patients pourraient l’être, mais il n’existe pas pour l’instant de bon test pour l’évaluer. Il travaille actuellement à la mise au point d’un tel test, qui serait d’abord utilisé pour aider les chercheurs à déterminer si le statut en zinc des patients est en corrélation avec la récupération immunitaire après une greffe de cellules souches sanguines.

Dudakov cherchera des composés stimulant le GPR39 en tant que thérapies pour améliorer la récupération thymique après des lésions aiguës comme les radiations avant la transplantation. L’équipe examine actuellement des composés similaires afin de trouver ceux qui pourraient être plus efficaces.

Le Dr Iovino et lui cherchent également à déterminer si ces composés pourraient contribuer à la régénération du thymus dans d’autres contextes. Malheureusement, nos thymus rétrécissent lentement et réduisent leur production de cellules T à mesure que nous vieillissons. Dudakov et Iovino aimeraient également savoir si cette dégénérescence chronique pourrait être ralentie en stimulant les processus de régénération de l’organe.

« Notre laboratoire continue à rassembler les acteurs moléculaires qui contribuent à la régénération du thymus », a déclaré Dudakov. « À terme, notre objectif est de développer des thérapies qui déclenchent la régénération naturelle et restaurent la santé immunitaire. »

L’étude a été financée par les National Institutes of Health, l’American Society of Hematology et la Fondation Rotary.

Source :https://www.fredhutch.org/en/news/center-news/2022/03/dudakov-zinc-thymus-regeneration.html