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Sclérose en plaques et protection du système nerveux

La sclérose en plaques est une maladie inflammatoire du système nerveux central dans laquelle des processus immunomédiés endommagent la myéline et les structures nerveuses. La recherche étudie le rôle des lymphocytes Th17 et Treg, de la neuro-inflammation et des mécanismes métaboliques régulés par PI3K/AKT/mTOR et AMPK. Dans le livre « La scelta di Vivere in Salute o in Malattia », le Dr A. Colonnese et R. Panzironi approfondissent ces connexions pour expliquer comment l'immunité, le métabolisme énergétique et la fonction neuronale peuvent s'influencer mutuellement.

Citer cet article
Colonnese, A. & Panzironi, R. (2026). Sclérose en plaques et protection du système nerveux. Le choix de vivre en santé ou en maladie. https://lifesciencehub.info/fr/la-scelta-di-vivere-in-salute-o-in-malattia/sclerose-en-plaques-et-protection-du-systeme-nerveux
Le choix de vivre en santé ou en maladie · ISBN 979-12-82692-04-5

DOI lsh.fr.libro.11

  • Publication 05/11/2026
  • Mise à jour 05/11/2026
  • SCLÉROSE EN
  • IMMUNOMÉTABOLISME
  • PI3K/AKT/MTOR
  • HIF-1Α
  • INSULINORÉSISTANCE
Infographie à trois panneaux avec récepteurs INSR et VDR, cascade moléculaire, sous-types lymphocytaires et flèches d'activation ou d'inhibition.
Schéma de l'immunométabolisme dans la sclérose en plaques : l'insuline, la vitamine D, l'AMPK et REDD1 modulent PI3K/AKT/mTOR et HIF-1α, avec des effets sur la synthèse protéique et la myélinisation. L'augmentation de mTOR, HIF-1α et de la glycolyse accompagne le déséquilibre Th17/Treg, l'activation des lymphocytes B, l'augmentation de l'IL-17 et la neuro-inflammation auto-immune.

ABSTRACT

La sclérose en plaques est une pathologie auto-immune du système nerveux central dans laquelle la neuro-inflammation et le métabolisme cellulaire interagissent avec la régulation immunitaire. Dans le livre "La scelta di Vivere in Salute o in Malattia", le Dr A. Colonnese et R. Panzironi examinent ces connexions, en approfondissant le rôle de la signalisation insulinique et des mécanismes immunométaboliques.

La perte de la tolérance immunitaire implique une fonctionnalité réduite des cellules Treg et une activité accrue des populations Th1 et Th17. L’altération du rapport Tfh/Tfr peut en outre favoriser l’activation des lymphocytes B et la production d’immunoglobulines. Parallèlement, une hyperinsulinémie et une insulinorésistance ont été observées chez les patients, même aux stades précoces, parfois avec une glycémie normale. Des études cliniques et des méta-analyses rapportent des augmentations de l’insuline et de l’indice HOMA-IR, associés à des médiateurs inflammatoires, au stress oxydatif et à une plus grande invalidité neurologique, sans pour autant établir nécessairement de rapports de causalité.

La voie PI3K/AKT/mTOR représente un point de convergence entre les signaux métaboliques et immunitaires. Son activation excessive peut soutenir les cellules Th17, la production de cytokines et l’activation microgliale. Par l’intermédiaire de HIF-1α, mTOR favorise également la glycolyse et la différenciation Th17 au détriment des Treg, contribuant potentiellement à la neuro-inflammation. Dans les modèles expérimentaux, la modulation de mTOR ou de HIF-1α réduit les réponses pro-inflammatoires ; la rapamycine et l’évérolimus ont montré des effets favorables sur la neuro-inflammation. Toutefois, mTOR participe également à la maturation des oligodendrocytes et à la myélinisation, rendant inappropriée toute suppression indiscriminée de cette voie.

La vitamine D intervient également dans la régulation immunométabolique : des taux inférieurs sont associés à des rechutes, à l’invalidité et à la charge lésionnelle, tandis que des effets possibles sur mTORC1 et la réponse aux glucocorticoïdes sont décrits. Dans l’ensemble, ces observations définissent la sclérose en plaques comme une pathologie multifactorielle dans laquelle les altérations insuliniques, l’équilibre lymphocytaire et la reprogrammation énergétique peuvent concourir à la neuro-inflammation. Une modulation sélective des circuits impliqués constitue une perspective de recherche, qu’il convient de distinguer des bénéfices cliniques effectivement démontrés. Il reste essentiel de clarifier si ces interactions précèdent la maladie ou si elles en accompagnent la progression.

Épidémiologie de la sclérose en plaques

La sclérose en plaques (SEP) est une pathologie neurologique qui touche plus fréquemment les jeunes adultes : le diagnostic est généralement posé entre 20 et 40 ans, avec un âge moyen d'environ 30 ans (la littérature scientifique fait état d'une moyenne d'environ 32 ans). Toutefois, au cours des dernières décennies, on observe une augmentation des cas diagnostiqués après 50 ans, avec un pic de prévalence qui survient vers la sixième décennie de vie (environ 50-60 ans).

En ce qui concerne le sexe, la SEP touche nettement plus souvent les femmes : à l'échelle mondiale, la prévalence chez les femmes est environ deux fois plus élevée que chez les hommes, certaines études plus anciennes rapportant même des ratios de 3:1 (femmes-hommes). Une méta-analyse mondiale récente indique que la prévalence estimée chez les femmes est d'environ 32,3 cas pour 100 000, contre environ 15,6 pour 100 000 chez les hommes.

En termes de chiffres absolus, on estime qu'il y a environ 2 à 3 millions de personnes atteintes de SEP dans le monde (par exemple, plus de 2,9 millions en 2021).

Ce tableau épidémiologique souligne que la SEP est une maladie qui touche principalement les jeunes adultes, surtout les femmes, mais qu'elle n'épargne pas les âges plus avancés et que sa prévalence est loin d'être négligeable.

Déséquilibre des lymphocytes T

La sclérose en plaques peut être décrite comme une disharmonie complexe du système immunitaire, où les cellules chargées de maintenir l’équilibre et la tolérance immunologique, les lymphocytes T régulateurs, ou Treg, perdent leur capacité à contenir l’agressivité des cellules effectrices. Dans des conditions physiologiques, les Treg représentent le « frein » de l’immunité : elles maintiennent la tolérance envers les propres tissus de l’organisme et empêchent le système immunitaire de se retourner contre lui-même. Dans la sclérose en plaques, cependant, ce mécanisme de contrôle apparaît profondément compromis.

Les études menées ces dernières années ont montré que chez les patients atteints de sclérose en plaques récurrente-rémittente, les lymphocytes T CD4+, qui constituent la population principale des Treg, sont réduits tant en nombre qu’en capacité à supprimer les lymphocytes T effecteurs pro-inflammatoires (Viglietta et al., 2004) [1].

Cette perte de « pouvoir régulateur » facilite l’activation de lymphocytes autoréactifs dirigés contre les protéines de la myéline (revêtement protecteur des nerfs), entraînant une inflammation et une démyélinisation (endommagement de la gaine protectrice des nerfs) du système nerveux central. En un sens, c’est comme si le système immunitaire avait perdu le sens des proportions : les cellules qui devraient favoriser la paix deviennent incapables de contenir la guerre interne.

Les altérations ne se limitent pas à la quantité, mais touchent également la qualité des Treg. Certaines études ont démontré que leur fonction suppressive est sélectivement compromise et que les cellules effectrices résistent à leurs signaux inhibiteurs ; ce double défaut, un affaiblissement du contrôle et une résistance des cellules inflammatoires, crée un cercle vicieux qui amplifie la réponse auto-immune. Ce déséquilibre est particulièrement évident dans les cas à début pédiatrique, où l’on observe une expansion des lymphocytes T pro-inflammatoires (Th1 et Th17) et un déficit fonctionnel des Treg (Mexhitaj et al., 2019) [2].

Parallèlement, des recherches plus récentes ont montré que le dysfonctionnement des Treg peut découler d’altérations spécifiques des cellules dérivées du thymus (organe où les lymphocytes T maturent et sont sélectionnés), les t-Treg. Chez les patients atteints de sclérose en plaques, ces cellules présentent un profil profondément altéré et une capacité réduite à supprimer l’activité immunitaire ; cette anomalie semble s’aggraver avec l’âge et peut être modulée par certaines thérapies immunomodulatrices (Lorenzini et al., 2024) [3].

Le rapport entre les lymphocytes T folliculaires helper (Tfh) et les lymphocytes T folliculaires régulateurs (Tfr) apparaît également profondément perturbé. Normalement, ces populations maintiennent un équilibre qui régule la production d’anticorps par les lymphocytes B. Dans la sclérose en plaques, en revanche, un excès de Tfh par rapport aux Tfr est associé à une production anormale d’immunoglobulines dans le liquide céphalo-rachidien (anticorps présents dans le liquide qui protège le cerveau et la moelle épinière), l’une des caractéristiques distinctives de la maladie (Puthenparampil et al., 2019) [4] ; c’est comme si, au sein des centres germinatifs, l’orchestre des cellules immunitaires perdait son chef, menant à une symphonie chaotique d’anticorps autoréactifs.

Ce scénario complexe n’est pas sans espoir. Comprendre les mécanismes à l’origine de la défaillance régulatrice a déjà ouvert la voie à de nouvelles perspectives thérapeutiques. Certaines études ont démontré que des médicaments comme le sorafénib, initialement développé pour l’oncologie, peuvent inhiber la différenciation des cellules Th1 et Th17, les principaux artisans de la réponse auto-immune, tout en favorisant simultanément la polarisation vers un phénotype Treg (Wang et al., 2025) [5].

À un niveau plus général, le dysfonctionnement des Treg représente un paradigme commun aux maladies auto-immunes, mais dans la sclérose en plaques, il joue un rôle particulièrement évident : la compromission de ces cellules, qui agissent normalement comme des arbitres de l’immunité, explique en partie pourquoi le système nerveux central devient la cible d’une agression prolongée. Les études sur l’homme et sur les modèles animaux convergent pour démontrer que la perte d’équilibre entre les lymphocytes T effecteurs et régulateurs constitue la clé pour comprendre l’origine et la progression de la maladie (Buckner, 2010) [7] ; (Kleinewietfeld et Hafler, 2014) [8].

Une autre étude de 2019 a mis en évidence que dans la sclérose en plaques, les lymphocytes T régulateurs (Treg) peuvent présenter des altérations quantitatives et fonctionnelles, contribuant à la perte de contrôle sur les réponses immunitaires autoréactives et à la persistance de la neuro-inflammation. Les preuves analysées montrent que les Treg peuvent supprimer les lymphocytes T effecteurs, les lymphocytes B et les cellules présentatrices d’antigène et, dans le système nerveux central, favoriser également la remyélinisation. Sur ces bases, les auteurs indiquent le transfert adoptif de Treg comme une stratégie immunothérapeutique prometteuse pour la sclérose en plaques (Duffy et al., 2019) [6].

En définitive, la sclérose en plaques peut être vue comme le résultat d’une erreur de communication dans le langage du système immunitaire. Les cellules qui devraient parler le langage de la tolérance deviennent muettes ou mal comprises, tandis que celles de l’inflammation prennent le dessus. Redonner la parole aux cellules régulatrices signifie donc redonner de l’harmonie à un système qui a perdu son autorégulation naturelle.

Altérations métaboliques : voie de l'insuline et insulinorésistance

Les preuves scientifiques récentes montrent que la sclérose en plaques (SEP) ne peut plus être considérée uniquement comme une maladie auto-immune du système nerveux central : elle implique également le métabolisme, et en particulier celui de l'insuline. De nombreuses études indiquent qu'une partie significative des patients atteints de SEP présente des signes de résistance à l'insuline et d'hyperinsulinémie, des conditions qui pourraient amplifier la neuro-inflammation et accélérer la progression du handicap.

Dès le diagnostic de la SEP, chez des patients non encore traités et présentant un handicap minimal, on observe des altérations significatives de la réponse insulinique : lors d'un test de tolérance au glucose par voie orale, ces sujets montrent un pic d'insuline beaucoup plus élevé que les témoins sains, tout en maintenant des niveaux de glycémie normaux (Penesova et al., 2015) [9]. C'est comme si le système endocrinien (système qui produit et utilise les hormones pour réguler les fonctions de l'organisme) réagissait avec un excès de zèle, libérant plus d'insuline que nécessaire pour gérer la même quantité de glucose.

Cette condition n'est pas un événement isolé : une revue systématique et méta-analyse ayant inclus dix-huit études indépendantes a confirmé une association significative entre la résistance à l'insuline et la sclérose en plaques ; chez les patients, l'indice HOMA-IR (indice utilisé pour estimer la résistance à l'insuline et la fonctionnalité des cellules β du pancréas) présente une différence moyenne standardisée (SMD, une mesure statistique utilisée dans les méta-analyses et la recherche pour comparer la différence entre les moyennes de deux groupes) de 0,78 par rapport aux témoins sains, tandis que les niveaux d'insuline présentent une SMD de 0,72 (Sepidarkish et al., 2024) [10]. Ces données renforcent l'idée que le dysfonctionnement insulinique n'est pas une conséquence tardive de la maladie, mais un élément physiopathologique qui accompagne son évolution.

Le lien entre métabolisme et handicap émerge également clairement dans les études cliniques : dans une cohorte de 110 patients, la résistance à l'insuline a été observée dans 40 % des cas, contre 21 % chez les témoins, et s'est révélée être un prédicteur indépendant d'un handicap accru mesuré par l'EDSS (échelle d'évaluation du handicap neurologique) (Oliveira et al., 2014) [11]. Les sujets insulinorésistants présentaient des niveaux plus élevés d'interleukines pro-inflammatoires (IL-6, IL-17) et de marqueurs de stress oxydatif, témoignant d'une interaction constante entre métabolisme et inflammation. Il s'agit, en substance, d'un cercle vicieux : l'hyperinsulinémie et l'insulinorésistance alimentent l'inflammation qui, à son tour, augmente la résistance à l'insuline et les dommages oxydatifs.

D'autres travaux ont décrit un véritable « profil métabolique » de la résistance à l'insuline dans la SEP : les patients insulinorésistants présentent des concentrations plasmatiques plus élevées en α-hydroxybutyrate (un marqueur précoce de stress oxydatif) et plus faibles en linoléoyl-glycérophosphocholine, un métabolite associé à l'efficacité mitochondriale (Ruiz-Argüelles et al., 2018) [12]. Ces altérations biochimiques sont corrélées à une plus grande gravité clinique et à des formes plus progressives de la maladie, suggérant que l'altération du métabolisme énergétique peut contribuer directement à la neurodégénérescence.

De manière cohérente, une étude ultérieure a montré que plus de 60 % des patients atteints de SEP présentent une insulinorésistance documentée par des tests de tolérance au glucose (Maric et al., 2020) [13]. La glycémie post-charge après un examen HGPO (test qui mesure la capacité de l'organisme à contrôler la glycémie après une charge de glucose), en particulier celle à 120 minutes, est associée aux scores de handicap et à la sévérité de la maladie. Ces résultats indiquent que la mesure de la tolérance au glucose n'est pas seulement un test métabolique, mais peut fournir un outil d'évaluation pronostique important dans le contexte neurologique.

Au niveau systémique, la sclérose en plaques s'accompagne d'une altération plus large du métabolisme du fer et des lipides, qui s'entremêle avec le dysfonctionnement insulinique. Chez les patients atteints de SEP, on observe une ferritine élevée et une hyperinsulinémie. Cependant, chez les sujets dépressifs, une comorbidité fréquente dans la SEP, les niveaux de fer ont tendance à diminuer, suggérant que le métabolisme du fer puisse également influencer l'humeur et la fonctionnalité cérébrale (Oliveira et al., 2017) [14].

Dans l'ensemble, ces preuves dépeignent la SEP comme une maladie dans laquelle l'immunité, le métabolisme et la neurodégénérescence coexistent dans un équilibre fragile. L'insuline, traditionnellement considérée comme un simple régulateur du glucose, apparaît ici comme un modulateur clé de la vitalité neuronale et de la plasticité synaptique. Lorsque son action est entravée, les neurones deviennent plus vulnérables au stress oxydatif et aux cytokines inflammatoires.

Dans cette perspective, la résistance à l'insuline dans la sclérose en plaques peut être vue comme un pont pathologique entre le cerveau et la périphérie : un signal métabolique qui amplifie la neuro-inflammation et accélère le handicap. L'identification précoce de cette condition, par des tests simples comme l'HGPO, peut donc représenter non seulement une étape diagnostique, mais aussi une nouvelle opportunité thérapeutique pour protéger le cerveau en intervenant sur le métabolisme.

mTOR comme nœud central

Pour expliquer le lien entre la sclérose en plaques et mTOR, il est utile d'imaginer cette kinase comme un « régulateur de trafic » qui intègre les signaux nutritionnels et inflammatoires et décide si les cellules doivent croître, s'activer ou, au contraire, ralentir en activant l'autophagie : lorsque ce régulateur se trompe de timing ou d'intensité, le résultat peut être une amplification de la neuro-inflammation et une moindre capacité du tissu nerveux à se protéger contre le stress oxydatif (Vakrakou et al., 2022) [15].

L'excès de signalisation le long de la voie PI3K/AKT/mTOR soutient la différenciation des lymphocytes T effecteurs, en particulier les Th17, et la production de cytokines pro-inflammatoires, tandis que son inhibition déplace l'équilibre vers des Treg plus stables et moins de « bruit » immunitaire ; c'est l'une des raisons pour lesquelles la rapamycine et la metformine, dans des modèles expérimentaux, atténuent les rechutes en rééquilibrant le profil Teff/Treg (Mammana et al., 2018) [16] ; (Vakrakou et al., 2022) [15].

Cependant, ce n'est pas un interrupteur à laisser éteint trop longtemps : dans les oligodendrocytes (cellules du cerveau et de la moelle épinière qui produisent la myéline), mTOR est nécessaire aux phases initiales de maturation et, s'il est inhibé de manière chronique, il peut théoriquement interférer avec les programmes de myélinisation, c'est-à-dire les processus cellulaires qui permettent de former la gaine de myéline autour des neurones ; par conséquent, la fonction de mTOR tend à être plus utile comme frein à l'inflammation que comme levier direct pour la remyélinisation (Mammana et al., 2018) [16].

Dans le cerveau inflammé, mTOR module également les cellules gliales (cellules non nerveuses mais essentielles au fonctionnement du cerveau) : dans la microglie (cellules immunitaires résidentes du système nerveux central), une activité élevée favorise un profil M1 avec une augmentation du TNF-α et de l'IL-1β, tandis que son inhibition « refroidit » la réponse ; dans les astrocytes (cellules gliales en forme d'étoile présentes dans le système nerveux central), il régule la dynamique de l'enzyme responsable de la production de grandes quantités d'oxyde nitrique (une molécule signal produite par les cellules) ; dans les oligodendrocytes, comme mentionné, il soutient la maturation et doit être dosé avec précaution pour ne pas pénaliser les processus myéliniques (Dello Russo et al., 2013) [17].

En pratique, les bénéfices anti-inflammatoires de l'inhibition de mTOR coexistent avec des coûts potentiels si le signal est coupé de manière indiscriminée et au mauvais moment, ce qui explique pourquoi, dans les essais cliniques, les résultats avec des analogues ont été hétérogènes et pourquoi l'on réfléchit aujourd'hui à des approches plus sélectives (Vakrakou et al., 2022) [15].

Dans l'ensemble, ces preuves montrent que, dans la sclérose en plaques, mTOR représente un nœud de régulation dont l'équilibre semble déterminant. Une activation excessive peut favoriser la neuro-inflammation, la réponse Th17 et l'activation de la microglie, tandis que son inhibition peut promouvoir un environnement immunologique plus régulateur et favorable aux Treg. Toutefois, une suppression excessive ou prolongée pourrait interférer avec des fonctions nécessaires aux oligodendrocytes et à la myélinisation. Plutôt que d'éteindre mTOR, l'objectif semble donc être de restaurer une modulation équilibrée, sélective et temporellement appropriée.

Inhibiteurs de mTOR

Dans le contexte de la sclérose en plaques, les inhibiteurs de mTOR fonctionnent comme un régulateur qui « baisse le volume » des signaux inflammatoires sans éteindre totalement la capacité du système nerveux à se protéger : dans les modèles expérimentaux, la rapamycine et l'évérolimus atténuent la poussée Th1/Th17, améliorent l'évolution clinique et, surtout dans les phases progressives, activent des programmes de mitocondriogenèse (la formation de nouvelles mitochondries à l'intérieur de la cellule) qui soutiennent la bioénergétique neuronale, retardant la progression et prolongeant la survie (Buonvicino et al., 2024) [18].

Dans cette perspective « métabolico-immunologique », le bénéfice ne dépend pas uniquement de l'effet immunosuppresseur : la rapamycine, par exemple, éteint mTOR qui alimente la différenciation Th1/Th17 et réduit les cytokines pro-inflammatoires, avec un impact tangible sur les scores cliniques de l'EAE (encéphalomyélite auto-immune expérimentale, modèle animal utilisé pour étudier les mécanismes de la sclérose en plaques) même lorsqu'elle est administrée après l'apparition des symptômes (Hou et al., 2017) [19].

Parallèlement, la rapamycine aide à « redresser » les Treg lorsqu'elles traversent un microenvironnement hostile comme l'endothélium de la barrière hémato-encéphalique (filtre sélectif qui protège le cerveau des substances potentiellement nocives présentes dans le sang) : en présence de signaux qui déstabilisent les Treg vers des phénotypes effecteurs, l'inhibition ciblée de mTORC1 restaure leur fonction suppressive, ce qui explique pourquoi combiner thérapie cellulaire régulatrice et modulation de mTORC1 pourrait renforcer la tolérance dans le système nerveux central (Baeten et al., 2024) [20].

Sur le plan de l'administration, l'objectif est d'apporter le médicament « là où il faut, autant qu'il faut » : un patch à micro-aiguilles contenant de l'évérolimus concentré améliore la pénétration cutanée, permet une libération contrôlée et, dans les modèles EAE, réduit l'inflammation et la démyélinisation avec moins d'effets systémiques, offrant une voie pratique et potentiellement autogérable (Yang et al., 2022) [21].

Même des molécules non classées comme inhibiteurs de mTOR peuvent intercepter la même voie : le fingolimod (médicament qui limite la circulation de certains lymphocytes, réduisant l'activité inflammatoire dans la sclérose en plaques), en plus de retenir les lymphocytes dans les ganglions lymphatiques, atténue directement l'axe AKT-mTOR et rétablit l'équilibre entre Th1 et Treg, fournissant une explication supplémentaire de son efficacité clinique (Hou et al., 2016) [22].

En amont de la voie, enfin, l'inhibition sélective de PI3K avec de nouveaux dérivés chimiques bloque l'ensemble de la voie de l'insuline PI3K/AKT/mTOR dans les cellules immunitaires, réduisant la sévérité de l'EAE avec un profil de sélectivité prometteur pour des traductions cliniques plus ciblées et moins toxiques (Yu et al., 2024) [23].

Dans l'ensemble, ces données composent un message unitaire pour le lecteur : intervenir sur mTOR, directement ou en amont, ne signifie pas seulement freiner l'auto-immunité, mais aussi soutenir les mécanismes énergétiques qui permettent au tissu nerveux de résister. La clé est la mesure : doser l'inhibition en fonction des phases de l'inflammation, tout en préservant la capacité endogène de réparation et la stabilité des Treg dans le microenvironnement cérébral.

mTOR, HIF-1α et reprogrammation métabolique des cellules du système immunitaire

Dans la sclérose en plaques, l’activation persistante de mTOR peut contribuer à la formation d’un environnement immunométabolique favorable à la différenciation des lymphocytes Th17, des cellules particulièrement importantes dans la neuro-inflammation auto-immune. L’un des principaux effecteurs par lesquels mTOR exerce cette fonction est HIF-1α. Lorsque mTOR est actif, il augmente l’expression et la stabilisation de HIF-1α, favorisant le passage de la cellule vers un métabolisme davantage glycolytique ; ce changement ne représente pas seulement un mode de production énergétique différent, il modifie directement le destin des lymphocytes T, en favorisant les cellules Th17 pro-inflammatoires au détriment des Treg régulatrices. HIF-1α augmente en effet l’expression de gènes glycolytiques et la production d’IL-17 et, simultanément, peut contrer le programme régulateur associé à FOXP3. Dans la sclérose en plaques, l’hyperactivation de mTOR peut donc se traduire, par l’intermédiaire de HIF-1α, en une reprogrammation métabolique capable de soutenir une réponse auto-immune dirigée contre le système nerveux central.

L’une des démonstrations les plus importantes a été fournie en 2011 : les auteurs de la recherche ont démontré que HIF-1α était sélectivement exprimé lors de la différenciation des cellules Th17 et que son induction nécessitait la signalisation de mTOR. La perte de HIF-1α réduisait la glycolyse, diminuait la formation des cellules Th17 et favorisait au contraire la différenciation des Treg. L’aspect particulièrement pertinent pour la sclérose en plaques est que les souris dépourvues de HIF-1α dans les cellules T étaient protégées contre la neuro-inflammation auto-immune expérimentale. L’étude identifie donc directement l’axe mTOR → HIF-1α → glycolyse → Th17 comme mécanisme déterminant de l’auto-immunité du système nerveux central (Shi et al., 2011) [24].

Une seconde étude mécaniste a été formulée l’année suivante, lorsqu’a été analysé l’effet de la disponibilité en oxygène sur la différenciation Th17. Dans des conditions de tension en oxygène réduite, similaires à celles présentes dans les tissus lymphatiques, mTORC1 était activé, entraînant la stabilisation de HIF-1α dans les cellules Th17. Cette activation favorisait fortement leur différenciation. En l’absence de HIF-1α, l’activation de mTORC1 ne parvenait plus à soutenir efficacement l’expansion Th17. Les auteurs ont donc identifié un circuit positif mTORC1–HIF-1α capable de soutenir le programme Th17 (Ikejiri et al., 2012) [25].

Une confirmation particulièrement significative dans le modèle de la sclérose en plaques a été fournie par d’autres chercheurs en 2016 en utilisant des souris atteintes d’encéphalomyélite auto-immune expérimentale. Le traitement par la metformine (médicament qui aide à réduire la glycémie et à améliorer l’action de l’insuline) réduisait la gravité clinique de la maladie, diminuait les cellules Th17 et augmentait les Treg. Parallèlement, une réduction de l’activation de mTOR et de sa cible en aval, HIF-1α, était observée. Les auteurs ont interprété ces résultats comme indiquant que l’inhibition de l’axe AMPK/mTOR/HIF-1α modifie le métabolisme des lymphocytes T et rééquilibre le rapport Th17/Treg. L’étude relie donc directement la modulation de mTOR et HIF-1α à l’amélioration de la neuro-inflammation auto-immune (Sun et al., 2016) [26].

Enfin, dans une recherche de 2021, il a été démontré directement à quel point HIF-1α est important en aval de cette cascade : les auteurs ont développé une molécule capable de pénétrer dans la cellule et de réduire l’activité de HIF-1α dans le noyau ; le traitement bloquait de manière dose-dépendante la différenciation des cellules Th17, réduisait l’expression d’IL-17A et transformait fonctionnellement les cellules vers un phénotype moins inflammatoire. Chez les souris atteintes d’EAE, l’inhibition fonctionnelle de HIF-1α atténuait significativement la maladie neurologique. Cette étude démontre donc que HIF-1α représente un effecteur indispensable du programme Th17 impliqué dans la pathogenèse de la neuro-inflammation auto-immune (Shin et al., 2021) [27].

Dans leur ensemble, ces preuves permettent de reconstruire un modèle cohérent. Dans la sclérose en plaques et l’encéphalomyélite auto-immune expérimentale, des signaux immunologiques, métaboliques et environnementaux peuvent déterminer l’activation de mTOR. En aval, mTOR favorise l’expression et la stabilisation de HIF-1α qui augmente alors la glycolyse et soutient le programme transcriptionnel caractéristique des cellules Th17 et la production d’IL-17. Parallèlement, cet état métabolique rend moins favorable la différenciation des cellules Treg : le résultat est un déséquilibre immunitaire qui facilite l’infiltration des cellules autoréactives dans le système nerveux central, la production de cytokines inflammatoires et le maintien de la démyélinisation et de la neuro-inflammation. La séquence peut donc être synthétisée comme suit : activation de mTOR → augmentation/stabilisation de HIF-1α → augmentation de la glycolyse → expansion Th17 et réduction relative des Treg → augmentation d’IL-17 → neuro-inflammation auto-immune.

La vitamine D comme modulateur immuno-métabolique

Dans le récit de la sclérose en plaques, la vitamine D entre en scène comme un modulateur silencieux qui déplace les équilibres de l’immunité du versant inflammatoire vers le versant régulateur : dans les modèles précliniques, la supplémentation réduit la gravité de l’EAE en limitant la prolifération des cellules T CD4+, en abaissant la part des Th17 et en remodulant dans un sens anti-inflammatoire les circuits transcriptionnels et épigénétiques (mécanismes qui contrôlent quels gènes sont activés ou désactivés) (Zeitelhofer et al., 2017) [28].

Dans une étude menée sur 184 patients atteints de sclérose en plaques récurrente-rémittente, une association a été mise en évidence entre de faibles taux sériques de vitamine D et une plus grande gravité de la maladie. Les patients présentant un handicap plus élevé affichaient des concentrations hivernales de 25(OH)D significativement inférieures à celles des cas plus légers et des témoins sains. De plus, les taux de vitamine D étaient significativement plus bas chez les patients qui manifestaient des poussées, aussi bien en hiver qu’en été. L’étude associe donc l’hypovitaminose D à un handicap accru et à une fréquence plus élevée des poussées (Brola et al., 2016) [29].

Sur le plan de la progression, les preuves convergent : à travers une revue systématique et méta-analyse de 14 études, une corrélation négative significative a été mise en évidence entre les taux sériques de 25(OH) vitamine D et le handicap chez les patients atteints de sclérose en plaques. À l’augmentation des concentrations de vitamine D correspondait un handicap moindre, avec une corrélation globale de −0,29, qui s’avérait plus marquée chez les femmes (−0,35). Les résultats suggèrent donc que des taux plus élevés de vitamine D sont associés à une moindre altération fonctionnelle chez les patients atteints de sclérose en plaques (Moosazadeh et al., 2021) [32].

Dans des cohortes observationnelles, 133 patients atteints de sclérose en plaques récurrente-rémittente ont été suivis pendant 24 mois, en évaluant la vitamine D, la progression clinique et l’activité radiologique. La supplémentation ne s’est pas révélée significativement associée au handicap ou aux poussées. Cependant, les patients qui prenaient de la vitamine D présentaient un nombre significativement inférieur de nouvelles lésions cérébrales T2 (zones de tissu cérébral altéré visibles à l’imagerie par résonance magnétique). De même, maintenir des taux sériques supérieurs à 30 ng/mL durant le suivi était associé à moins de nouvelles lésions. Les résultats suggèrent donc un bénéfice radiologique potentiel de la vitamine D dans la sclérose en plaques (Galus et al., 2023) [33].

Même avant l’apparition de la maladie, d’autres chercheurs ont examiné de manière prospective l’association entre l’apport en vitamine D et le risque de sclérose en plaques chez plus de 187 000 femmes, documentant 173 cas durant le suivi. Les femmes qui prenaient au moins 400 UI par jour de vitamine D via des compléments présentaient un risque de développer la maladie inférieur de 41 % par rapport à celles n’utilisant pas de compléments (RR 0,59, risque relatif :). En revanche, aucune association significative n’est apparue avec la vitamine D provenant de l’alimentation. Les résultats soutiennent un possible effet protecteur de la vitamine D (Munger et al., 2004) [30].

Dans une revue systématique et méta-analyse de 14 études cas-témoins comprenant 4 130 patients atteints de sclérose en plaques et 4 604 témoins, les auteurs ont mis en évidence une association entre carence en vitamine D et sclérose en plaques. Les sujets carencés présentaient une probabilité de SEP supérieure de 54 % par rapport à ceux ayant des taux suffisants (OR 1,54). Dans les études excluant les personnes prenant des compléments, l’association s’avérait encore plus marquée (OR 2,19, mesure statistique qui compare à quel point un événement est associé à un facteur déterminé entre deux groupes :). Les auteurs indiquent donc la suffisance en vitamine D comme un facteur de risque modifiable potentiel (Balasooriya et al., 2024) [31].

En phase de poussée, d’autres chercheurs ont démontré que la vitamine D peut augmenter l’efficacité des glucocorticoïdes dans la sclérose en plaques par l’inhibition de mTORC1 dans les cellules T. In vitro, la vitamine D augmentait l’expression du récepteur des glucocorticoïdes et favorisait l’apoptose des cellules T induite par le traitement. Dans les modèles animaux, la combinaison vitamine D-glucocorticoïdes améliorait davantage la maladie que les thérapies isolées. De plus, chez les patients atteints de sclérose en plaques, la carence en vitamine D s’avérait associée à des poussées résistantes au traitement par glucocorticoïdes (Hoepner et al., 2019) [34].

En termes pratiques pour le lecteur non spécialiste : pensez à la vitamine D comme au feu d’un signal lumineux qui, lorsqu’il est suffisant, maintient plus longtemps le vert pour les signaux de régulation et raccourcit le rouge de l’inflammation. Les preuves suggèrent de surveiller régulièrement la vitamine D et de corriger les carences, tant pour l’impact potentiel sur le risque que pour l’activité de la maladie et la charge lésionnelle ; dans les phases aiguës, un état vitaminique adéquat pourrait également rendre la thérapie stéroïdienne plus efficace.

En conclusion, donc, la vitamine D joue un rôle de régulateur fondamental de l’équilibre entre le système immunitaire et le métabolisme ; en effet, comme nous l’avons vu au chapitre 6 consacré au système immunitaire, à travers la modulation de mTOR, elle contribue à réduire la synthèse des médiateurs de l’inflammation, limite la prolifération excessive des lymphocytes T effecteurs et favorise la différenciation des lymphocytes T régulateurs, des mécanismes centraux dans la genèse de la maladie. Grâce à cette action de modulation, la vitamine D aide à maintenir sous contrôle la réponse immunitaire, empêchant qu’elle ne se retourne de manière anormale contre les tissus.

Conclusions

Dans l'ensemble, les preuves scientifiques analysées décrivent la sclérose en plaques (SEP) comme une pathologie dans laquelle l'auto-immunité, le métabolisme et la neuro-inflammation sont profondément interconnectés. La maladie touche principalement les jeunes adultes, avec une prévalence nette chez les femmes, et concerne des millions de personnes dans le monde.

La première étape concerne la perte de l'équilibre immunitaire. Chez les patients atteints de SEP, les cellules Treg sont quantitativement et fonctionnellement compromises, ce qui réduit leur capacité à contenir les lymphocytes autoréactifs dirigés contre la myéline. Parallèlement, les populations effectrices telles que les Th1 et Th17 augmentent et le rapport Tfh/Tfr est également altéré, favorisant l'activation des cellules B et la production d'immunoglobulines. Le rétablissement de la composante régulatrice apparaît donc comme l'un des objectifs possibles pour restaurer la tolérance immunologique.

À cette dérégulation s'associent d'importantes altérations du métabolisme insulinique. Les patients atteints de SEP, même aux stades précoces et avant tout traitement, peuvent présenter une réponse insulinique accrue malgré des valeurs glycémiques normales. Des méta-analyses et des études cliniques confirment des niveaux plus élevés d'insuline et de HOMA-IR ainsi qu'une prévalence accrue de l'insulinorésistance, elle-même associée à l'IL-6, à l'IL-17, au stress oxydatif et à une plus grande invalidité neurologique. L'hyperinsulinémie et l'insulinorésistance entrent ainsi dans un circuit possible d'amplification réciproque avec la neuro-inflammation.

Au sein de cette interaction, mTOR émerge comme un nœud central. Une activité excessive de PI3K/AKT/mTOR soutient les Th17, les cytokines pro-inflammatoires et l'activation de la microglie, tandis que son inhibition peut favoriser les Treg et réduire l'inflammation. Cependant, mTOR remplit également des fonctions nécessaires à la maturation des oligodendrocytes et à la myélinisation : l'objectif ne semble donc pas être sa suppression indiscriminée, mais une modulation équilibrée, sélective et temporellement appropriée.

De manière cohérente, la rapamycine et l'évérolimus ont atténué la neuro-inflammation et l'activité Th1/Th17 dans les modèles expérimentaux ; l'inhibition de mTORC1 peut en outre préserver la stabilité fonctionnelle des Treg.

L'étape suivante mène à HIF-1α. Les recherches permettent de reconstituer une séquence dans laquelle mTOR favorise l'expression et la stabilisation de HIF-1α, augmentant la glycolyse et orientant la différenciation vers les cellules Th17 au détriment des Treg. La réduction de HIF-1α, directement ou par la modulation de mTOR, diminue les Th17 et l'IL-17 et atténue la neuro-inflammation expérimentale. Émerge donc l'axe mTOR → HIF-1α → glycolyse → augmentation des Th17/réduction relative des Treg → IL-17 → neuro-inflammation auto-immune.

Enfin, la vitamine D représente un modulateur immunométabolique supplémentaire. De faibles niveaux sont associés à une invalidité accrue, à des rechutes et à une charge lésionnelle plus importante, tandis que certaines données suggèrent un effet protecteur potentiel. La vitamine D peut également inhiber mTORC1 et renforcer la réponse aux glucocorticoïdes.

Dans l'ensemble, la SEP apparaît donc comme une pathologie dans laquelle le dysfonctionnement insulinique, mTOR, HIF-1α, la reprogrammation métabolique et le déséquilibre immunitaire convergent vers la neuro-inflammation, indiquant que leur équilibre correct, plutôt que la suppression d'un signal unique, est une clé fondamentale pour en comprendre la physiopathologie.

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