L'utilisation précoce d'antibiotiques perturbe le développement immunitaire des nourrissons

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du centre médical de l'Université de Rochester (URMC) a révélé qu'une exposition précoce aux antibiotiques peut nuire au développement du système immunitaire d'un nourrisson, et qu'un métabolite naturel peut être la clé pour inverser les dommages.

Une étude publiée dans Cell a révélé que l'exposition aux antibiotiques pendant la grossesse et la petite enfance peut affaiblir définitivement la capacité du système immunitaire à combattre les infections respiratoires comme la grippe. En analysant des modèles murins et des tissus pulmonaires de nourrissons humains, les chercheurs ont découvert que l'utilisation précoce d'antibiotiques perturbe la capacité du microbiome intestinal à produire de l'inosine, une molécule qui joue un rôle important dans le développement des cellules immunitaires.

Cependant, en ajoutant de l’inosine à des souris, les scientifiques ont pu corriger les problèmes du système immunitaire causés par les antibiotiques, ouvrant la porte à des stratégies thérapeutiques potentielles pour stimuler la mémoire immunitaire chez les nourrissons vulnérables.

« Considérez l'inosine comme un messager moléculaire. Elle voyage de l'intestin aux cellules immunitaires en développement, leur "apprenant" à mûrir correctement et à se préparer aux infections futures », explique Hitesh Deshmukh, MD, PhD, auteur principal de l'étude et chef du service de néonatologie à l'hôpital pour enfants Golisano (GCH) de l'UR Medicine.

Le projet faisait partie d’une initiative à long terme financée par le NIH R35 visant à étudier comment les expositions précoces façonnent le risque à vie de maladies telles que l’asthme et les maladies pulmonaires chroniques.

« Nous savons que les antibiotiques peuvent sauver la vie des bébés, mais ils perturbent également le microbiome pendant une période critique du développement du système immunitaire », a déclaré Deshmukh. « Notre étude montre comment cette perturbation affecte l'immunité pulmonaire et, surtout, une solution possible pour y remédier. »

Cette maladie affecte la formation des lymphocytes T mémoires résidant dans les tissus, une population spécialisée de cellules immunitaires qui vivent dans les poumons et assurent une protection à long terme contre les infections virales. Sans ces cellules, les nourrissons peuvent rester vulnérables aux maladies respiratoires graves jusqu'à l'âge adulte.

« Nous avons découvert que le microbiome intestinal joue un rôle d'enseignant pour le système immunitaire en développement », explique Deshmukh. « Lorsque les antibiotiques perturbent ce processus éducatif naturel, c'est comme supprimer des chapitres clés d'un manuel: le système immunitaire n'apprend jamais les leçons importantes sur la lutte contre les infections respiratoires. »

Principales conclusions de l’étude:

L’étude a comparé des souris nourrissons exposées à des antibiotiques courants (ampicilline, gentamicine et vancomycine, les mêmes médicaments souvent utilisés chez les femmes enceintes et les nouveau-nés) avec des souris dont le microbiome naturel est resté intact.

Chez les souris exposées aux antibiotiques:

• La population de cellules T CD8+ protectrices dans les poumons a été considérablement réduite.

• Il y avait une altération de la capacité à former des cellules mémoires résidentes dans les tissus, des cellules immunitaires spécialisées qui vivent dans les poumons et fournissent une protection rapide contre la réinfection.

• Les déficiences immunitaires ont persisté jusqu’à l’âge adulte, indiquant des changements persistants dans le développement du système immunitaire.

À partir d'échantillons de tissus pulmonaires provenant de la biobanque BRINDL, financée par le NIH, l'équipe a confirmé la présence de déficits immunitaires similaires chez les nourrissons humains exposés aux antibiotiques. Non seulement ces nourrissons présentaient moins de cellules mémoires, mais ils présentaient également des profils d'expression génétique similaires à ceux des adultes plus âgés, ce qui est également associé à un risque accru d'infections respiratoires.

Plus important encore, l’ajout d’inosine aux souris exposées aux antibiotiques a considérablement restauré leur capacité à développer des cellules mémoires fonctionnelles et à monter des réponses immunitaires efficaces, ouvrant des perspectives prometteuses pour les thérapies futures.

« Cela suggère que nous pouvons protéger les nourrissons à risque grâce à une supplémentation ciblée », a déclaré Deshmukh. « Bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires avant que cette approche puisse être appliquée cliniquement, nous avons désormais une voie à suivre. »

Les résultats de l’étude pourraient influencer les recherches futures sur le développement d’interventions – y compris des compléments alimentaires, une thérapie métabolique ou des stratégies de soutien du microbiome – pour aider les nouveau-nés à développer une mémoire immunitaire plus forte sans avoir à compter uniquement sur des antibiotiques ou des probiotiques risqués.

Deshmukh a souligné que la néonatologiste Gloria Preihuber, MD, du GCH, a joué un rôle clé dans l'étude. Sa biobanque BRINDL d'échantillons pulmonaires infantiles financés par le NIH, collectés sur une période de 15 ans, a permis à l'équipe de tester ses résultats sur des cellules humaines.

« Cet article n'aurait pas été possible sans la générosité et l'expertise du Dr Prayhuber », a déclaré Deshmukh. « Pouvoir comparer les résultats obtenus sur les souris avec ceux des cellules humaines était absolument crucial. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles je suis venu à Rochester (après avoir quitté l'hôpital pour enfants de Cincinnati): collaborer avec elle. »