Au sein du corps, le système immunitaire orchestre des millions de réactions chimiques chaque minute. Parmi ses composants se trouvent les phagocytes, des globules blancs spécialisés qui identifient, engloutissent et détruisent les organismes envahisseurs par phagocytose. Remarquablement, le cerveau lui-même effectue également une forme de phagocytose, non pas pour éliminer les agents pathogènes mais pour remodeler son propre tissu neural.
Selon une recherche publiée dans The Biochemist , la microstructure du cerveau est dans un état de changement perpétuel, entraîné par les microglies, des cellules immunitaires résidentes du système nerveux central qui agissent comme une équipe de nettoyage du cerveau. Ces microglies engloutissent les neurones endommagés et les synapses obsolètes, un processus étroitement régulé par un « code phagocytaire » qui sert d'étiquette cellulaire pour l'auto-élimination.
Les microglies détectent les cellules marquées pour leur élimination par deux signaux de surface clés :les glycoprotéines désialylées et la phosphatidylsérine (PS). Le PS réside normalement sur le feuillet interne de la membrane plasmique, protégeant les cellules saines. Lorsque les neurones sont stressés, blessés ou apoptotiques, le PS se retourne vers la surface externe, signalant à la cellule son engloutissement. La réponse des microglies dépend également des protéines opsonines qui marquent la cible pour une clairance efficace.
Le rôle principal du système immunitaire est de se défendre contre les menaces extérieures, mais dans le cerveau, la phagocytose microgliale remplit des fonctions de développement et de maintenance. Comme l'a noté le neuroscientifique Dean Burnett dans BBC Science Focus , le cerveau consomme environ un tiers de l'énergie totale du corps pour soutenir l'activité synaptique et d'autres processus, générant des déchets métaboliques qui doivent être éliminés.
Le ménage se produit continuellement, même pendant le sommeil, mais il est particulièrement prononcé pendant les étapes de développement. À l’adolescence, un processus appelé élagage synaptique élimine les connexions excessives ou faibles, affinant ainsi les circuits neuronaux. Les microglies élaguent activement ces synapses, libérant ainsi des ressources et optimisant les fonctions cérébrales.
Lorsque la phagocytose microgliale est altérée, les souris présentent des circuits neuronaux perturbés et des comportements semblables à ceux de l'autisme, ce qui souligne l'importance d'un nettoyage adéquat. À l’inverse, une clairance insuffisante est liée à la maladie d’Alzheimer, tandis qu’une taille excessive peut contribuer à la maladie de Parkinson et à d’autres troubles neurodégénératifs. Les chercheurs étudient activement les moyens de moduler l'activité microgliale pour éviter un nettoyage insuffisant ou excessif, dans le but de préserver la santé du cerveau tout au long de la vie.