Immunité intestinale chez les porcs : la barrière invisible qui préserve la santé et les performances

Microbiote intestinal et système immunitaire

L'immunité intestinale joue un rôle central dans le maintien de la santé des porcs. Chez les animaux gnotobiotiques, le système immunitaire intestinal est sous-développé, avec des déficiences dans la production de mucus, de peptides antimicrobiens et de composants clés tels que les anticorps et les cellules T (Gewirtz et al., 2001). La présence d'un microbiote associé à la muqueuse intestinale est essentielle à la modulation et à la maturation immunitaires (Mulder et al., 2011 ; Arpaia et al., 2013 ; Belkaid & Hand, 2014), car la plupart des gènes qui influencent le microbiome sont liés au système immunitaire. Les éléments immunitaires de l'hôte sélectionnent activement les micro-organismes présents dans la lumière intestinale, formant ainsi un microbiote bénéfique (Honda ; Littman, 2016).

De plus, les micro-organismes commensaux peuvent :

• métaboliser les toxines alimentaires
• synthétiser des vitamines
• favoriser la maturation des cellules épithéliales intestinales
• et renforcer la fonction de barrière, favorisant ainsi l'homéostasie immunitaire.

(Kabat ; Srinivasan ; Maloy, 2014 ; Yang et al., 2016 ; Li et al., 2018 ; De Vries ; Smidt, 2020).

Mécanismes de tolérance et de réponse face au microbiome intestinal

La reconnaissance croissante du microbiote intestinal comme facteur déterminant dans les performances porcines a stimulé les avancées dans l'étude de ses mécanismes d'interaction avec l'immunité (Duarte ; Kim, 2022). La modulation du microbiome a un impact direct sur le développement de l'immunité et les fonctions intestinales (Chen et al., 2018 ; Li et al., 2018). La densité bactérienne augmente tout au long du tractus gastro-intestinal, et le système immunitaire doit distinguer les micro-organismes pathogènes des micro-organismes commensaux et inoffensifs (Stokes, 2017). Cette tolérance sélective est essentielle pour éviter des réactions inflammatoires inutiles et préserver l'intégrité de la muqueuse (Brown ; Sadarangani ; Finlay, 2013 ; Mowat, 2018). C'est pourquoi le système immunitaire intestinal utilise différents mécanismes contre le microbiome pour assurer son homéostasie (Figure 1) :

Les jonctions serrées sont des structures fondamentales pour limiter la perméabilité transépithéliale. Les signaux dérivés des micro-organismes renforcent cette barrière en régulant positivement ses composants entre les entérocytes et en modifiant les protéines du cytosquelette (Bansal et al., 2010).

Les peptides antimicrobiens (AMP) interagissent également avec le microbiote, contribuant à sa modulation et favorisant l'élimination des bactéries commensales proches de l'épithélium (Macpherson ; Uhr, 2004 ; Hooper ; Littman ; Macpherson, 2012).

L'expression des récepteurs de reconnaissance de motifs (PRR) est essentielle à l'homéostasie intestinale. Ils détectent les MAMP (motifs moléculaires associés aux micro-organismes) et régulent la production de mucine, d'AMP, d'IgA, de cytokines, ainsi que le maintien des jonctions serrées et la prolifération épithéliale. Ces ligands ne sont pas exclusifs aux agents pathogènes et sont largement produits par le microbiote commensal lors d'une colonisation saine (Brown ; Sadarangani ; Finlay, 2013 ; Chu ; Mazmanian, 2013).

Les récepteurs de type Toll (TLR) reconnaissent des motifs moléculaires conservés communs à de grands groupes de bactéries et autres micro-organismes intestinaux (Shi et al., 2017). Plusieurs études ont suggéré que les TLR sont exprimés de manière stratégique dans la région basolatérale des cellules épithéliales intestinales afin d'éviter une exposition directe au microbiote de la lumière intestinale. Cependant, des études récentes révèlent qu'ils s'expriment également dans la région apicale, ce qui permet une réponse rapide des cellules de l'immunité innée même en cas de défaillance de la reconnaissance de ces micro-organismes (Kayisoglu et al., 2020 ; Schären ; Hapfelmeier, 2021).

Les macrophages intestinaux jouent un rôle clé dans la tolérance envers le microbiote commensal. Ils expriment un phénotype hyporeactif aux ligands des TLR, avec une faible expression des molécules co-stimulatrices (CD40, CD80, CD86) et une production élevée d'IL-10 (capacité anti-inflammatoire), ainsi qu'une synthèse réduite de cytokines pro-inflammatoires et d'oxyde nitrique. Cela favorise l'équilibre entre les lymphocytes Th effecteurs et les lymphocytes T régulateurs, maintenant ainsi l'homéostasie (Lopes ; Mosser ; Gonçalves, 2020).

Malgré les barrières innées entre le microbiote et l'épithélium, les cellules dendritiques participent activement à la régulation immunitaire. Elles projettent des dendrites à travers la barrière intestinale pour capturer les micro-organismes dans la lumière (Brown ; Sadarangani ; Finlay, 2013 ; Shi et al., 2017), favorisant la production d'IgA sécrétoire et modulant la réponse immunitaire (Gonçalves et al., 2016 ; Zheng ; Liwinski ; Elina, 2020).

Les micro-organismes commensaux traversent parfois la couche muqueuse de l'intestin grêle (Ermund et al., 2013). Dans ces cas, les cellules dendritiques les présentent aux lymphocytes B et T, ce qui induit la production d'IgA (Chen et al., 2021). Ces lymphocytes sont également soumis à des mécanismes de tolérance, car ils expriment des récepteurs spécifiques aux antigènes microbiens (Bailey et al., 2005). Enfin, la relation entre l'IgA et le microbiote est mutualiste : un répertoire diversifié et bien régulé d'IgA contribue au maintien d'un microbiome équilibré (Gutzeit ; Magri ; Cerutti, 2014 ; Kawamoto et al., 2014).

Conclusion

L'immunité intestinale est un système complexe, composé de barrières physiques, de cellules immunitaires, de récepteurs et de microbiotes. Lorsqu'elle est en équilibre, elle protège contre les agents pathogènes et contribue aux performances productives des porcs. Cependant, des facteurs tels que le stress, le sevrage précoce ou les infections peuvent compromettre cette défense, provoquant une inflammation et des pertes de production. Comprendre la complexité de l'immunité intestinale et rechercher des stratégies pour la préserver est essentiel pour une production porcine efficace, rentable et durable.