Barrière hémato-encéphalique et régulation neuro-immunitaire

La barrière hémato-encéphalique est une interface hautement sélective formée par des cellules endothéliales spécialisées, ainsi que des astrocytes, des péricytes et la membrane basale, qui contrôle le passage des molécules et des cellules entre le sang et le système nerveux central. En restreignant l'accès immunitaire et en régulant étroitement l'environnement chimique du cerveau, elle est essentielle à l'interaction entre les systèmes nerveux et immunitaire.

Definition

La barrière hémato-encéphalique est une interface sélectivement perméable formée par des cellules endothéliales cérébrales étroitement jointes, associées à des astrocytes, des péricytes et la membrane basale (l'unité neurovasculaire), qui régule les échanges moléculaires et l'accès immunitaire entre le sang et le système nerveux central.

Scope

Ce sujet aborde la structure cellulaire de la barrière et de l'unité neurovasculaire, les mécanismes qui établissent et maintiennent sa sélectivité, son rôle dans la régulation de l'accès immunitaire au cerveau, et les conséquences de la perturbation de la barrière dans l'inflammation et la maladie. Il traite la barrière comme un sujet physiologique et neuro-immunitaire, et non comme un sujet de gestion clinique.

Core questions

• Quelles caractéristiques cellulaires et moléculaires rendent la barrière hémato-encéphalique sélectivement perméable ?
• Comment les astrocytes, les péricytes et les cellules endothéliales coopèrent-ils en tant qu'unité neurovasculaire ?
• Comment la barrière régule-t-elle l'entrée des cellules immunitaires dans le système nerveux central ?
• Que se passe-t-il lorsque la barrière est perturbée en cas d'inflammation ou de maladie ?

Key concepts

• Jonctions serrées de l'endothélium cérébral
• Unité neurovasculaire
• Pieds astrocytaires
• Péricytes
• Systèmes de transport sélectif
• Privilège immunitaire et accès immunitaire régulé
• Perturbation de la barrière et perméabilité

Mechanisms

Les cellules endothéliales cérébrales sont unies par des jonctions serrées continues qui limitent fortement la diffusion paracellulaire, et elles expriment des transporteurs spécialisés et des pompes d'efflux qui régissent quelles molécules traversent. Les pieds astrocytaires et les péricytes interagissent avec l'endothélium pour induire et maintenir ces propriétés de barrière, formant l'unité neurovasculaire. Cette architecture restreint l'entrée libre des cellules immunitaires et des médiateurs circulants, contribuant à l'environnement immunitaire régulé du cerveau. La signalisation inflammatoire peut relâcher les jonctions et augmenter la perméabilité, permettant l'infiltration de cellules immunitaires et l'exposition du tissu neural aux composants plasmatiques.

Clinical relevance

Le dysfonctionnement de la barrière hémato-encéphalique accompagne de nombreuses affections neurologiques et neuro-inflammatoires, et les propriétés de la barrière influencent fortement les agents thérapeutiques qui peuvent atteindre le cerveau. Cette entrée décrit la physiologie et la manière dont les preuves sont générées ; elle est éducative et ne constitue pas une source de conseils diagnostiques ou thérapeutiques individuels.

History

Le concept de barrière est né d'observations de la fin du XIXe et du début du XXe siècle selon lesquelles des colorants injectés dans le sang ne coloraient pas le cerveau, ce qui impliquait une barrière entre le sang et le tissu nerveux. Des études ultrastructurales ont ensuite localisé la barrière au niveau des jonctions serrées des cellules endothéliales cérébrales, et des travaux ultérieurs ont établi les contributions des astrocytes et des péricytes, menant au concept intégré de l'unité neurovasculaire.

Debates

Dans quelle mesure le système nerveux central est-il « immunologiquement privilégié » ?

Le cerveau a longtemps été décrit comme immunologiquement privilégié, mais il est maintenant compris que la surveillance immunitaire et l'accès immunitaire régulé se produisent sous un contrôle strict plutôt que d'être absents. Ainsi, la notion absolue plus ancienne de privilège a été affinée vers un accès régulé.

Key figures

• N. Joan Abbott
• Richard Daneman
• Richard Ransohoff
• Costantino Iadecola

Seminal works

• abbott-2010
• obermeier-2013
• abbott-2006

Frequently asked questions

Qu'est-ce que l'unité neurovasculaire ?

C'est l'ensemble fonctionnel des cellules endothéliales cérébrales, des péricytes, des pieds astrocytaires, de la membrane basale et des neurones voisins qui, ensemble, établissent et régulent la barrière hémato-encéphalique et le flux sanguin.

Pourquoi la barrière hémato-encéphalique est-elle importante pour le traitement médicamenteux ?

Parce que la barrière restreint étroitement les molécules qui pénètrent dans le cerveau, de nombreux médicaments ne peuvent pas atteindre le système nerveux central en quantités efficaces, ce qui constitue un défi majeur dans le développement de thérapies pour les troubles cérébraux.