X.B. Gliose
Les astrocytes ont une capacité de réaction principalement en relation avec une lésion du SNC et constituent une gliose réactive. Bien qu’il puisse également y avoir une prolifération et une réactivité associées des cellules microgliales, le terme de gliose est classiquement lié à l’astrogliose. Cette réaction se caractérise par une hypertrophie des astrocytes, à la fois cytoplasmiques et à noyaux hypertrophiés, associée à une profusion de longs et épais processus cytoplasmiques. On observe également une augmentation du nombre de gliofilaments et de leur constituant, la GFAP. La réaction gliotique peut également consister en une hyperplasie, la prolifération se produisant à proximité d’une lésion aiguë ; dans d’autres cas, la prolifération des astrocytes peut être discrète, voire absente, et son degré semble dépendre du type de lésion, de la région et de l’état de développement du cerveau. La prolifération des astrocytes, lorsqu’elle se produit, pourrait provenir de cellules souches multipotentielles ou de précurseurs gliaux encore largement présents dans le SNC adulte. Il pourrait également y avoir une dédifférenciation des astrocytes matures, ce qui pourrait expliquer l’expression ou la surexpression de molécules au cours des premières étapes de l’astrogenèse par une récapitulation des étapes ontogéniques.
Il existe deux types d’astrocytes réactifs. L’un est la gliose isomorphe, dans laquelle il existe un schéma régulier d’astrocytes parallèles aux axones en dégénérescence – par exemple, dans la dégénérescence wallérienne, dans laquelle l’organisation des fibres gliales préserve une structure normale. Ce phénomène est observé dans les lésions à dégénérescence lente ou à distance d’une lésion. Il existe également une gliose anisomorphe dans laquelle les astrocytes réactifs proximaux, proches d’une lésion, forment un maillage dense sans motif discernable. La réactivité des astrocytes est plus intense dans la matière grise que dans la matière blanche, dans laquelle il y a déjà un niveau plus élevé d’expression de la GFAP. D’autres marqueurs des astrocytes sont également exprimés par les astrocytes réactifs, comme la GS et la S100 bêta. Les astrocytes activés S100 beta+ sont considérablement augmentés dans le cerveau des patients atteints de la maladie d’Alzheimer et dans les changements neuropathologiques de type Alzheimer observés dans le syndrome de Down. Cela pourrait favoriser les événements médiés par le calcium dans la maladie d’Alzheimer, comme la phosphorylation excessive de la protéine tau présente dans les enchevêtrements neurofibrillaires, qui pourraient finalement entraîner la mort des cellules neuronales caractéristique de cette maladie. L’augmentation considérable concomitante de la GFAP, même dans les régions qui ne présentent pas la pathologie d’Alzheimer, pourrait refléter le rôle prépondérant joué par les astrocytes au cours de cette pathologie. Il est intéressant de noter que, dans la maladie d’Alzheimer, la production de la protéine précurseur de la β-amyloïde (APP) est augmentée dans les astrocytes réactifs, tout comme l’isoforme ApoE, qui est associée à la pathophysiologie du métabolisme de l’APP. Ainsi, les astrocytes réactifs pourraient être impliqués dans la transformation de l’APP, contribuant peut-être au dépôt de β-amyloïde dans la maladie d’Alzheimer.
La gliose est également un processus secondaire observé au cours du vieillissement ainsi que dans de nombreuses conditions pathologiques affectant les cellules neurales, telles que les traumatismes cérébraux, l’ischémie, l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale (EAE) et les zones démyélinisées de la sclérose en plaques. La corrélation de la démence du SIDA avec un niveau élevé d’expression astrocytaire de protéines d’adhésion telles que VCAM-1 et ICAM-1 pourrait être impliquée dans le dysfonctionnement cellulaire. Chez les mutants de la myéline, comme la souris jimpy et le rat md et taiep, la gliose est sévère ; néanmoins, la croissance axonale n’est pas altérée.
Le rôle physiologique de l’astrogliose reste controversé quant à l’influence bénéfique ou néfaste des astrocytes réactifs sur la récupération du SNC. D’une part, le réseau très dense de processus construits dans la cicatrice par les astrocytes réactifs suggère que le tissu cicatriciel pourrait remplir des fonctions importantes en tant que barrière isolant et protégeant le tissu intact des lésions, d’où des molécules toxiques pourraient être libérées. D’autre part, les molécules exprimées dans les cicatrices de lésions à la surface des cellules astrogliales ou les molécules sécrétées font de l’astrocyte réactif un substrat moins favorable, ce qui pourrait inhiber la croissance neuritique. Les protéoglycanes tels que les chondroïtines sulfates peuvent agir comme des inhibiteurs de la croissance des neurites en atténuant le potentiel d’élongation des axones qui pourrait se produire en raison d’une expression concomitante de molécules favorisant la croissance telles que la laminine dans les régions de gliose réactive. Il semble également exister des différences régionales dans la capacité des astrocytes gliotiques à sécréter des molécules inhibitrices.
Dans le cerveau lésé, la libération de cytokines immunorégulatrices par les cellules autour des sites de lésions peut être un mécanisme contribuant à l’induction de la gliose. Une signalisation moléculaire peut se produire entre les neurones lésés, la glie, les cellules inflammatoires, les fibroblastes et les cellules méningées. Parmi ces molécules de signalisation de la gliose, on trouve la protéine inflammatoire des macrophages (MIP)-1α et MIP-1β, le facteur de nécrose tumorale-α, le facteur de croissance transformant-β, le bFGF, l’interleukine-1, le LIF, et le CNTF.