Dans la peau : la recherche canadienne s'attaque aux allergies

De nouveaux biomatériaux fabriqués court-circuitent les réactions allergiques

Imaginez que vous êtes sur le point de subir une intervention chirurgicale et qu’on découvre que vous êtes allergique à l’anesthésique, que vous avez une éruption cutanée après avoir pris des antibiotiques ou un antidépresseur, ou qu’une simple piqûre d’abeille provoque chez vous un choc anaphylactique.

En plus de nuire à la qualité de vie, les allergies pèsent lourd sur l’économie et sur le portefeuille des patients. En effet, le nombre de maladies de nature allergique ne cesse d’augmenter, et diverses substances dans l’air, dans les aliments et les boissons ou dans certains produits tels les cosmétiques ou les vêtements sont susceptibles de déclencher une réaction.

Anticiper les allergies, en établir l’origine, leur trouver un remède… la tâche est colossale. Bien que les réactions allergiques soient fréquentes — surtout celles aux médicaments et aux inhibiteurs neuromusculaires employés en chirurgie —, bon nombre restent inexplicables en plus d’être impossibles à prévoir ou à soigner. Le plus souvent, l’allergie survient quand le patient fabrique des anticorps contre certains allergènes comme le pollen, les squames de chat ou un médicament. L’organisme confond ces substances, pourtant inoffensives, avec d’autres substances plus dangereuses, et il les combat en déclenchant une réaction immunitaire.

Le diagnostic médical d’une allergie s’appuie sur la présence de ce type d’anticorps dans le sang. Cependant, il arrive que la réaction allergique se manifeste en l’absence d’allergènes. Difficile, donc, d’en préciser l’origine. On parle alors de « pseudo-allergie ».

Les pseudo-allergies sont causées par un récepteur de mastocytes appelé MRGPRX2, qu’activent divers allergènes. On retrouve les mastocytes dans l’épiderme, les poumons et les intestins. Ces cellules emmagasinent de l’histamine, une substance chimique qui fait enfler les cellules, engendre des démangeaisons et des rougeurs, et comprime les voies respiratoires. Le récepteur commande aux mastocytes de libérer l’histamine qu’ils transportent.

« Comprendre le fonctionnement des mastocytes et des MRGPR est un pas important vers la résolution de problèmes courants comme les troubles liés aux mastocytes et les réactions inflammatoires incontrôlables », explique Marianna Kulka, chef de l’équipe des Nanotechnologies biomédicales au Conseil national de recherches du Canada (CNRC). « Nous pensons que la découverte d’un inhibiteur qui empêchera l’activation des MRGPR serait bénéfique dans maintes situations, comme pour la cicatrisation ou en cas d’antibiorésistance ou d’infections bactériennes. »

La recherche dans la peau

En 2014, Mme Kulka et une équipe du CNRC et de l’Université de l’Alberta ont confirmé cette fonction particulière du récepteur MRGPRX2, d’abord découverte par Ben McNeil, professeur adjoint à l’Université Northwestern de Chicago. Celui-ci avait recouru à des modèles animaux pour illustrer le rôle du récepteur dans les réactions pseudo-allergiques. Les travaux de collaboration sont les premiers au monde à avoir montré comment le récepteur MRGPRX2 réagit aux protéines activatrices et pourquoi ce récepteur est si important sur les mastocytes.

L’étape suivante de la recherche sera celle des essais cliniques, ce que facilitera une autre découverte de M. McNeil. « J’ai mis au point une méthode pour déterminer si un médicament actionnera le récepteur ou pas », a déclaré celui-ci. Grâce à cette méthode, on pourra donc établir si un médicament déclenchera une réaction pseudo-allergique chez l’humain avant même d’entreprendre des essais cliniques.

Alors que l’activation automatique du récepteur peut avoir des effets néfastes sur l’organisme, les mastocytes signalent au système immunitaire que le corps a été envahi et régulent le processus de cicatrisation une fois que les organismes étrangers se sont répandus dans la peau, les poumons ou les intestins. Circonscrire et contrôler avec précision l’activation des mastocytes aiderait l’organisme à mieux se débarrasser des organismes infectieux, et l’épiderme, à se réparer plus vite.

Pendant que Mme Kulka tentait d’élucider comment le récepteur déclenche une inflammation allergique, l’équipe dirigée par Larry Unsworth, professeur de génie chimique et de génie des matériaux à l’Université de l’Alberta, s’efforçait de créer des nanomatériaux autoassemblés susceptibles d’être employés à cette fin.

En recourant aux matériaux imaginés par M. Unsworth et au système de culture cellulaire du CNRC, Mme Kulka et ses collègues ont constaté que le récepteur influe sur l’activation des mastocytes et sur la réaction inflammatoire, ce qui est fort utile pour alerter l’organisme qu’il y a infection ou lésion cutanée. Ensuite, les chercheurs ont élargi leur analyse à des cellules d’épiderme humain fournies par un chercheur clinicien. « C’est ce qui s’approche le plus des essais sur l’être humain. Cette méthode a accéléré nos travaux considérablement », ajoute M. Unsworth.

Selon M. Unsworth, des études approfondies de ce genre ont un impact majeur en immunologie. « En combinant le savoir-faire de Marianna en biologie cellulaire à mes propres connaissances en conception moléculaire, nous avons créé un hydrogel topique, c’est-à-dire une trame tissulaire, qui n’active les mastocytes que dans la partie blessée de l’épiderme et qui permettrait l’usage de cellules humaines pour réparer les tissus. »

Penser autrement

Après publication, les résultats des équipes du CNRC et de l’Université de l’Alberta ont attiré beaucoup d’attention dans le monde. Les articles ont été cités à maintes reprises, et le récepteur a soulevé un vif intérêt. Celui-ci a également donné lieu à des recherches sur d’autres applications éventuelles, notamment les maladies inflammatoires.

« La pathologie de bon nombre de maladies, surtout quand on vieillit, est associée à la base à des problèmes inflammatoires. Par conséquent, il est essentiel de comprendre les différentes formes d’inflammation et la manière dont elles évoluent avec l’âge », affirme Mme Kulka.

En accordant à ses chercheurs la liberté d’explorer diverses avenues, le CNRC ouvre la voie à la créativité dans le domaine des technologies de rupture. Mme Kulka est reconnaissante que le CNRC accorde à des scientifiques comme elle la souplesse nécessaire pour enseigner à temps partiel à l’université et collaborer avec d’autres organismes de recherche dans le monde, ou même prendre un congé sabbatique pour se concentrer sur un projet.

« Des études comme celle que nous avons réalisée démontrent bien que la collaboration interdisciplinaire permet de satisfaire le désir scientifique d’effectuer de la recherche pure tout en menant à une formidable synergie qui a débouché sur de nouvelles découvertes, conclut M. Unsworth. Et cela ne peut être que bénéfique pour le Canada et le reste de la planète. »