Des scientifiques de la Harvard Health-related Faculty ont montré pour la première fois qu’une bactérie cutanée courante, Staphylococcus aureus, peut provoquer des démangeaisons en agissant directement sur les cellules nerveuses.
Les résultats, basés sur des recherches menées sur des souris et des cellules humaines, sont publiés le 22 novembre dans Mobile. La recherche ajoute une pièce importante au puzzle de longue date des démangeaisons et aide à expliquer pourquoi les affections cutanées courantes comme l’eczéma et la dermatite atopique sont souvent accompagnées de démangeaisons persistantes.
Dans de telles conditions, l’équilibre des micro-organismes qui maintiennent notre peau en bonne santé est souvent déséquilibré, permettant ainsi à S. aureus de se développer, ont indiqué les chercheurs. Jusqu’à présent, on pensait que les démangeaisons provoquées par l’eczéma et la dermatite atopique provenaient de l’inflammation de la peau qui les accompagnait. Mais les nouvelles découvertes montrent que S. aureus provoque à lui seul des démangeaisons en déclenchant une réaction en chaîne moléculaire qui aboutit à l’envie de se gratter.
« Nous avons identifié un mécanisme entièrement nouveau derrière les démangeaisons : la bactérie Staph aureus, présente chez presque tous les patients atteints de dermatite atopique chronique. Nous montrons que les démangeaisons peuvent être causées par le microbe lui-même », a déclaré l’auteur principal Isaac Chiu. professeur agrégé d’immunologie à l’Institut Blavatnik du HMS.
Les expériences de l’étude ont montré que S. aureus libère un produit chimique qui active une protéine sur les fibres nerveuses qui transmettent les signaux de la peau au cerveau. Le traitement des animaux avec un médicament anticoagulant approuvé par la Food and drug administration a réussi à bloquer l’activation de la protéine pour interrompre cette étape clé du cycle démangeaisons-grattages. Le traitement a soulagé les symptômes et minimisé les dommages cutanés.
Les résultats peuvent éclairer la conception de médicaments oraux et de crèmes topiques pour traiter les démangeaisons persistantes qui surviennent dans diverses affections liées à un déséquilibre du microbiome cutané, telles que la dermatite atopique, le prurigo nodulaire et le psoriasis.
Les grattages répétés qui caractérisent ces affections peuvent provoquer des lésions cutanées et amplifier l’inflammation.
« Les démangeaisons peuvent être assez débilitantes chez les sufferers qui souffrent d’affections cutanées chroniques. Beaucoup de ces people portent sur leur peau le microbe même dont nous avons montré pour la première fois qu’il peut provoquer des démangeaisons », a déclaré Liwen Deng, chercheur postdoctoral et premier auteur de l’étude. camarade du Chiu Lab.
Identifier la bougie d’allumage moléculaire qui déclenche les démangeaisons
Les chercheurs ont exposé la peau de souris à S. aureus. Les animaux ont développé des démangeaisons qui s’intensifiaient pendant plusieurs jours et les grattages répétés ont provoqué une aggravation des lésions cutanées qui se sont propagées au-delà du website d’exposition preliminary.
De moreover, les souris exposées à S. aureus sont devenues hypersensibles à des stimuli inoffensifs qui ne provoqueraient généralement pas de démangeaisons. Les souris exposées étaient furthermore susceptibles que les souris non exposées de développer des démangeaisons anormales en réponse à un léger get in touch with.
Cette réponse hyperactive, une passion appelée alloknèse, est fréquente chez les sufferers atteints d’affections cutanées chroniques caractérisées par des démangeaisons persistantes. Mais cela peut aussi se produire chez des personnes sans pathologie sous-jacente – pensez à cette feeling de grattement que vous pourriez ressentir avec un pull en laine.
Pour déterminer comment la bactérie a déclenché des démangeaisons, les chercheurs ont testé plusieurs versions modifiées du microbe S. aureus qui ont été conçues pour manquer d’éléments spécifiques de la composition moléculaire de l’insecte. L’équipe s’est concentrée sur 10 enzymes connues pour être libérées par ce microbe au call de la peau. L’un après l’autre, les chercheurs ont éliminé neuf suspects, démontrant qu’une enzyme bactérienne appelée protéase V8 était à elle seule responsable du déclenchement des démangeaisons chez la souris. Les échantillons de peau humaine provenant de people atteints de dermatite atopique présentaient également moreover de S. aureus et des taux de V8 additionally élevés que les échantillons de peau saine.
Les analyses ont montré que le V8 déclenche les démangeaisons en activant une protéine appelée PAR1, qui se trouve sur les neurones cutanés qui proviennent de la moelle épinière et transmettent divers signaux (toucher, chaleur, douleur, démangeaisons) de la peau au cerveau. Normalement, PAR1 reste en sommeil, mais au make contact with de certaines enzymes, dont la V8, il est activé. La recherche a montré que le V8 coupe une extrémité de la protéine PAR1 et la réveille. Des expériences chez la souris ont montré qu’une fois activé, PAR1 déclenche un sign que le cerveau finit par percevoir comme une démangeaison. Lorsque les chercheurs ont répété les expériences dans des boîtes de laboratoire contenant des neurones humains, ils ont également répondu au V8.
Il est intéressant de noter que diverses cellules immunitaires impliquées dans les allergies cutanées et classiquement connues pour provoquer des démangeaisons – les mastocytes et les basophiles – ne provoquent pas de démangeaisons après une exposition bactérienne, ont montré les expériences. Il n’en a pas non moreover été de même pour les produits chimiques inflammatoires appelés interleukines ou globules blancs, qui sont activés lors de réactions allergiques et sont également connus pour être élevés dans les maladies de la peau et même dans certains difficulties neurologiques.
« Lorsque nous avons commencé l’étude, il n’était pas clair si les démangeaisons étaient le résultat d’une swelling ou non », a déclaré Deng. « Nous montrons que ces éléments peuvent être découplés, qu’il n’est pas nécessaire d’avoir une inflammation pour que le microbe provoque des démangeaisons, mais que les démangeaisons exacerbent l’inflammation de la peau. »
Interrompre le cycle démangeaisons-grattages
Parce que PAR1 – la protéine activée par S. aureus – est impliquée dans la coagulation sanguine, les chercheurs voulaient voir si un médicament anticoagulant déjà approuvé qui bloque PAR1 arrêterait les démangeaisons. Ça faisait.
Les souris qui démangent et dont la peau a été exposée à S. aureus ont connu une amélioration rapide lorsqu’elles ont été traitées avec le médicament. Leur désir de se gratter a considérablement diminué, tout comme les dommages cutanés causés par le grattage.
De moreover, une fois traitées avec des bloqueurs PAR1, les souris n’ont moreover ressenti de démangeaisons anormales en réponse à des stimuli inoffensifs.
Le bloqueur PAR1 est déjà utilisé chez l’homme pour prévenir la development de caillots sanguins et pourrait être réutilisé comme médicament anti-démangeaisons. Par exemple, ont noté les chercheurs, l’ingrédient actif du médicament pourrait devenir la foundation de crèmes topiques anti-démangeaisons.
Une query immédiate que les chercheurs envisagent d’explorer dans de futurs travaux est de savoir si d’autres microbes que S. aureus peuvent déclencher des démangeaisons.
« Nous savons que de nombreux microbes, notamment les champignons, les virus et les bactéries, sont accompagnés de démangeaisons, mais la manière dont ils provoquent les démangeaisons n’est pas claire », a déclaré Chiu.
Au-delà de cela, les résultats soulèvent une concern moreover large : pourquoi un microbe provoquerait-il des démangeaisons ? Du place de vue de l’évolution, qu’est-ce que cela apporte à la bactérie ?
Selon les chercheurs, une possibilité est que des brokers pathogènes détournent à leur avantage les démangeaisons et d’autres réflexes neuronaux. Par exemple, des recherches antérieures ont montré que la bactérie tuberculeuse energetic directement les neurones vagaux pour provoquer la toux, ce qui pourrait lui permettre de se propager furthermore facilement d’un hôte à un autre.
« C’est une spéculation à ce stade, mais le cycle démangeaisons-grattages pourrait bénéficier aux microbes et permettre leur propagation vers des internet sites corporels distants et vers des hôtes non infectés », a déclaré Deng. « Pourquoi avons-nous des démangeaisons et des grattages ? Est-ce que cela nous aide, ou est-ce que cela aide le microbe ? C’est quelque chose que nous pourrions suivre à l’avenir. »
Le travail a été financé par les National Institutes of Overall health (subventions R01AI168005, R01AI153185, R01NS065926, R01NS102161, R01NS111929, R37AI052453, R01AR076082, U01AI152038, UM1AI151958, R01AI15318). 5, R01JL160582, F32AI172080, T32AI049928, 1R21AG075419), Initiative scientifique sur les allergy symptoms alimentaires (FASI), Burroughs Wellcome Fund, Drako Relatives Fund, Jackson-Wijaya Research Fund, Instituts de recherche en santé du Canada (IRSC) (subventions 376560 et 469411) et ANR-PARCURE (PRCE-CE18, 2020).
Chiu siège au conseil consultatif scientifique de GSK Pharmaceuticals. La demande de brevet provisoire n° de série 63/438 668, dans laquelle certains coauteurs sont répertoriés comme inventeurs, a été déposée sur la foundation de ces découvertes.
