Les cytokines sont un groupe de petites protéines qui jouent un rôle crucial dans la signalisation cellulaire. Ils sont produits par diverses cellules du système immunitaire, telles que les globules blancs, et sont impliqués dans la régulation des réponses immunitaires et la médiation de la communication entre les cellules.
La fonction principale des cytokines est de moduler et de coordonner les réponses immunitaires. Ils agissent comme des messagers entre les cellules, facilitant la communication et déclenchant des actions spécifiques. Les cytokines peuvent être classées en différents types en fonction de leur fonction, y compris les interleukines, les interférons, les facteurs de nécrose tumorale et les chimiokines, entre autres.
Les cytokines sont impliquées dans divers aspects du fonctionnement du système immunitaire
Inflammation: Les cytokines sont responsables de l'initiation et de la régulation de la réponse inflammatoire. Ils peuvent stimuler l'inflammation en recrutant des cellules immunitaires sur le site de l'infection ou de la blessure et en les activant pour éliminer les agents pathogènes ou les cellules endommagées.
Activation des cellules immunitaires : Les cytokines stimulent les cellules immunitaires, telles que les cellules T, les cellules B et les cellules tueuses naturelles (NK), pour qu'elles se différencient, prolifèrent et remplissent leurs fonctions spécifiques. Ils aident à stimuler la réponse immunitaire contre les agents pathogènes.
Différenciation cellulaire: Les cytokines régulent la différenciation des cellules souches en types de cellules immunitaires spécifiques. Par exemple, l'interleukine-4 (IL-4) favorise la différenciation des lymphocytes T naïfs en lymphocytes T auxiliaires.
Protection antivirus : Les interférons sont un type de cytokines qui jouent un rôle vital dans le mécanisme de défense antivirale. Ils peuvent inhiber la réplication virale dans les cellules infectées et activer d'autres cellules immunitaires pour éliminer l'infection.
Cicatrisation des plaies : Les cytokines contribuent au processus de cicatrisation en favorisant la migration et la prolifération des cellules impliquées dans la réparation des tissus, telles que les fibroblastes.
Régulation des réponses immunitaires : Les cytokines aident à maintenir l'équilibre du système immunitaire en régulant l'intensité et la durée des réponses immunitaires. Ils peuvent stimuler ou supprimer l'activité des cellules immunitaires en fonction des besoins spécifiques de l'organisme.
En général, les cytokines jouent un rôle majeur dans la coordination et la modulation des réponses immunitaires, assurant une défense efficace contre les agents pathogènes tout en maintenant l'homéostasie du système immunitaire. Un déséquilibre dans la production de cytokines ou une dérégulation peut entraîner des troubles immunitaires et des maladies inflammatoires.
Maladies dans lesquelles le niveau de cytokines est fortement augmenté
Il existe plusieurs maladies et conditions dans lesquelles les niveaux de cytokines peuvent être significativement élevés. Voici quelques exemples :
Syndrome de libération de cytokines (SRC): Le SRC est une réponse immunitaire sévère qui peut survenir en tant qu'effet secondaire de certaines immunothérapies, telles que la thérapie cellulaire CAR-T. Elle se caractérise par une libération rapide et excessive de cytokines, en particulier l'interleukine-6 (IL-6) et le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-alpha). Des niveaux élevés de cytokines dans le SRC peuvent entraîner une inflammation systémique, un dysfonctionnement des organes et, dans les cas graves, peuvent mettre la vie en danger.
État septique: La septicémie est une maladie potentiellement mortelle qui survient lorsque la réponse de l'organisme à une infection devient dérégulée. Dans le sepsis, les cytokines sont libérées en grande quantité, provoquant une réponse inflammatoire systémique. Cette libération excessive de cytokines peut entraîner une défaillance multiviscérale et d'autres complications.
Maladies auto-immunes et cytokines
Polyarthrite rhumatoïde (PR) : la PR est une maladie auto-immune caractérisée par une inflammation chronique des articulations. Dans la polyarthrite rhumatoïde, des cytokines pro-inflammatoires telles que le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-alpha), l'interleukine-1 (IL-1) et l'interleukine-6 (IL-6) sont produites en quantités excessives. Ces cytokines contribuent à l'inflammation des articulations, à la destruction du cartilage et des os et à d'autres symptômes associés à la maladie.
Maladie intestinale inflammatoire (MICI) : les MII englobent des affections telles que la maladie de Crohn et la colite ulcéreuse, qui impliquent une inflammation chronique du tractus gastro-intestinal. Des niveaux élevés de cytokines, y compris le TNF-alpha, l'interleukine-6 (IL-6) et l'interleukine-17 (IL-17), jouent un rôle important dans l'inflammation observée dans les MII.
Syndrome de tempête de cytokines
Le syndrome de tempête de cytokines fait référence à une réponse immunitaire sévère et incontrôlée qui peut survenir en réponse à divers déclencheurs, tels que des infections virales (par exemple, COVID-19), certains cancers et des maladies auto-immunes. Lors d'une tempête de cytokines, il y a une libération massive de cytokines pro-inflammatoires, notamment l'interleukine-6 (IL-6), l'interleukine-1 bêta (IL-1β) et l'interleukine-18 (IL-18). Cette libération excessive de cytokines peut entraîner des lésions tissulaires généralisées et une défaillance des organes.
Ce ne sont là que quelques exemples de maladies où les cytokines peuvent être considérablement élevées. Il est important de noter que les cytokines spécifiques impliquées et leurs niveaux peuvent varier en fonction de la maladie ou de l'état. Des niveaux élevés de cytokines peuvent contribuer à la pathologie de ces maladies et sont souvent la cible d'interventions thérapeutiques pour moduler la réponse immunitaire.
Les cytokines peuvent-elles être testées en laboratoire ?
Les cytokines peuvent être testées en laboratoire. Diverses techniques et dosages sont disponibles pour mesurer les niveaux de cytokines dans des échantillons biologiques, tels que le sang, le sérum, le plasma ou les surnageants de culture tissulaire. Ces tests sont souvent effectués à l'aide d'immunodosages qui reposent sur des anticorps spécifiques capables de détecter et de quantifier les cytokines.
Il existe différentes méthodes pour étudier les cytokines :
Test immuno-enzymatique (ELISA) : ELISA est une technique largement utilisée qui utilise des anticorps spécifiques pour capturer et détecter les cytokines. Permet la mesure quantitative des niveaux de cytokines dans un échantillon.
Tests multiplex : les tests multiplex permettent la mesure simultanée de plusieurs cytokines dans un seul échantillon. Ces tests utilisent des puces ou des puces à base de billes, permettant l'évaluation de plusieurs cytokines à haut débit.
Cytométrie en flux : La cytométrie en flux peut être utilisée pour évaluer la production de cytokines au niveau d'une seule cellule. Cette technique consiste à colorer les cellules avec des anticorps marqués par fluorescence contre des cytokines spécifiques, permettant leur détection et leur quantification.
Méthodes basées sur la PCR : les techniques de réaction en chaîne par polymérase (PCR) telles que la PCR de transcription inverse (RT-PCR) ou la PCR quantitative (qPCR) peuvent être utilisées pour mesurer les niveaux d'expression génique des cytokines. Cela fournit des informations sur les niveaux d'ARNm des cytokines, qui peuvent être indicatifs de leur production.
Quelles informations la recherche fournit-elle ?
Les tests de cytokines en laboratoire peuvent fournir des informations précieuses sur la réponse immunitaire et la présence d'inflammation ou de dérégulation dans diverses maladies et affections. Il peut aider à diagnostiquer certains troubles immunitaires, surveiller la progression de la maladie. Également pour évaluer l'efficacité du traitement et identifier les cibles thérapeutiques potentielles. Par exemple, la mesure des niveaux de cytokines chez les patients subissant une immunothérapie ou ceux atteints de maladies auto-immunes peut aider à éclairer les décisions de traitement.
Les tests de cytokines sont généralement effectués dans un laboratoire clinique ou de recherche et nécessitent un équipement et une expertise spécialisés. L'interprétation des niveaux de cytokines doit être effectuée en conjonction avec d'autres informations cliniques et dans le contexte de la maladie ou de l'affection particulière faisant l'objet de l'investigation.
Rédactrice Diana Todorova
Photos: Freepik
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