Le rôle des mitochondries dans les infections virales par le Dr David W Lescheid, PhD

Historiquement, les mitochondries étaient considérées comme les « centrales électriques de la cellule », car elles contiennent les principales voies biochimiques nécessaires à la production d’énergie ATP. Cependant, les mitochondries ont également de nombreuses autres fonctions, notamment la biosynthèse des acides aminés, des nucléotides, du cholestérol et du glutathion, ainsi que le contrôle des défenses antioxydantes, de l’état d’oxydoréduction, de l’apoptose et de l’autophagie.^{1, 1} Les mitochondries sont également des contrôleurs clés de la réponse à de nombreux facteurs de stress^,2 y compris l’infection, les lésions tissulaires et le dysfonctionnement métabolique.³ Cet article résume les rôles récemment découverts des mitochondries dans la régulation des réponses immunitaires^{,4, 5} en particulier celles nécessaires à la lutte contre les infections virales.

Les signaux mitochondriaux qui régulent les réponses immunitaires comprennent les espèces réactives de l’oxygène, les protéines et les peptides, les lipides, les ions, les métabolites et même l’ADN mitochondrial lorsqu’il est présent dans le cytoplasme cellulaire ou dans le système vasculaire.^{5, 6} La dynamique mitochondriale, c’est-à-dire la modification de la forme, de la taille et du nombre des^{mitochondries7,} régule également le métabolisme et les ^fonctions des cellules immunitaires5 et est essentielle à l’immunité antivirale.⁸ Les mitochondries émettent également des signaux en se déplaçant à l’intérieur de la cellule ou entre les cellules par le biais d’un certain nombre de mécanismes ^différents9 et en régulant l’autophagie ou la mitophagie.^{1, 2, 5} Une communication bidirectionnelle étroite existe entre les mitochondries et le ^noyau10 ainsi qu’entre les mitochondries et le microbiote.¹¹

La réponse précoce aux agents pathogènes, y compris les virus, repose sur des signaux mitochondriaux. Par exemple, différentes cellules contiennent des récepteurs à leur surface ou dans leur cytoplasme qui reconnaissent des motifs moléculaires uniques de divers agents pathogènes, notamment l’ARN viral de la grippe A et des coronavirus. L’activation de ces récepteurs déclenche des voies intracellulaires qui utilisent des protéines adaptatrices de la membrane externe de la mitochondrie, appelées protéines de signalisation antivirale mitochondriale (MAV). La stimulation des MAV entraîne la synthèse et la libération d’interférons de type 1 (IFN)^{12 ,} cytokines essentielles à l’élimination des infections^{virales13 ,} ainsi que l’activation d’autres voies immunitaires importantes, notamment celles associées à NF-kb et à la production de cytokines pro-inflammatoires TNF-a, IL-1b et IL-6.¹² D’autres voies immunitaires essentielles, y compris l’assemblage des ^{inflammasomes3} tels que NLRP3, reposent également sur des signaux intégrés à la membrane externe de la mitochondrie. ^{5, 14, 15} Pour que les défenses antivirales soient efficaces, les signaux produits ou intégrés par les mitochondries jouent un rôle essentiel.^{8, 14}

Divers agents pathogènes, y compris des virus d’importance médicale tels que la grippe A et le SARs-COV, tentent d’échapper aux défenses antivirales par des stratégies qui interfèrent avec les fonctions mitochondriales, y compris la signalisation via la dynamique mitochondriale.^{8, 12} Le SARs-COV en particulier affecte la dynamique mitochondriale ainsi que la signalisation par les MAV, contribuant à la suppression de la réponse IFN.¹⁶

La fonction des différents types de cellules immunitaires, y compris les cellules T, les macrophages, les cellules dendritiques et les neutrophiles, est contrôlée par un équilibre entre les voies métaboliques telles que la phosphorylation oxydative dans les mitochondries et la glycolyse anaérobie.^{5, 17} Le métabolisme cellulaire joue également un rôle central dans la fonction des cellules tueuses naturelles (NK), des cellules immunitaires également essentielles pour éliminer les infections virales.¹⁸ La découverte que le métabolisme cellulaire régule directement la fonction et la longévité des cellules ^{immunitaires17} a conduit au développement d’un nouveau domaine scientifique appelé immunométabolisme.¹⁹ Les récentes découvertes en immunométabolisme confirment l’existence d’une relation d’interdépendance étroite entre le métabolisme cellulaire et l’immunologie pour la défense de l’hôte^{,20 ce} qui suggère que la modification du métabolisme par des moyens alimentaires, des compléments nutritionnels et l’activité physique aurait un impact profond sur la fonction des cellules immunitaires, y compris celles qui sont nécessaires à la défense contre les infections virales.

La santé mitochondriale décline avec l’^âge21 et le dysfonctionnement mitochondrial est un facteur reconnu de défenses immunitaires innées suboptimales et de faibles niveaux chroniques d’^{inflammation22 ;} cela peut contribuer à un risque accru d’infection grave chez les populations âgées. La recherche scientifique actuelle confirme que les mitochondries sont les centrales de l’^immunité5, en plus d’être les centrales de la cellule. Ces données suggèrent que le soutien de la santé mitochondriale par des conseils diététiques, des suppléments nutritionnels spécifiques et d’autres recommandations telles que la pratique régulière d’un exercice physique léger à modéré peut être un moyen supplémentaire de soutenir des réponses immunitaires optimales, en particulier pendant une période où le risque d’infections virales est plus élevé.

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