Microglie

Auteur : Flora Vezzá • Examinateur : Davis Ananouh
Dernière révision : 18 juin 2025
Temps de lecture : 17 minutes

La microglie est un type de cellules gliales essentielles aux mécanismes de défense du système nerveux central (SNC).

Bien qu'appartenant à la glie, la microglie est nettement plus petite et se distingue des autres cellules microgliales, notamment les astrocytes, les oligodendrocytes et les cellules épendymaires. La microglie est la plus petite et la plus faible en quantité des cellules gliales du SNC.

La microglie partage des similitudes structurelles et fonctionnelles avec les macrophages tissulaires, soulignant son rôle dans les réponses immunitaires au sein du SNC. Elle surveille en permanence son environnement, prête à réagir à une infection, une blessure ou une maladie par des processus tels que l'activation microgliale. Cela en fait un acteur clé non seulement dans le maintien de la fonction normale, mais aussi dans la progression de maladies neurologiques comme les maladies d'Alzheimer et de Parkinson.

Cet article explore l'anatomie, l'origine, les marqueurs et la physiologie de la microglie. Il met en évidence le rôle de la microglie dans la santé et les maladies neurologiques.

Points clés sur la microglie
Emplacement	Système nerveux central
Structure	État de repos : Prolongements ramifiés, petit corps cellulaire avec un noyau en forme de tiret État activé : Corps cellulaire plus grand avec peu ou pas de prolongements État phagocytaire : Corps cellulaire élargi avec des granules lipidiques et aucun prolongement
Origine	Précurseur érythro-myéloïde du sac vitellin
Marqueurs	- Molécules appartenant à un phénotype cellulaire phagocytaire et présentant des antigènes - Marqueurs microgliaux uniques (tels que TMEM119, P2RY12 et SALL1
Fonction	- Phagocytose - Présentation de l'antigene - Élimination des déchets métaboliques - Régulation des neurones et autres cellules gliales - Réponse aux lésions, à l'inflammation, à l'infection et à la dégénérescence - Croissance, réparation et renouvellement du tissu nerveux

Sommaire

Emplacement
Structure
Origine
Marqueurs de la microglie
Fonction
Microglie vs astrocyte
Notes cliniques
Sources

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Emplacement

La microglie est exclusivement localisée dans le SNC, répartie dans la substance grise et la substance blanche, avec une légère préférence pour la substance blanche. Dans l'encéphale humain, on trouve des concentrations plus élevées de microglie dans le tronc cérébral, l'hippocampe et les noyaux gris centraux, tandis que les zones les moins concentrées sont le cortex du cervelet et le néocortex. Le nombre de cellules microgliales augmente en réponse à un traumatisme ou une inflammation récente, car ces cellules encerclent et pénètrent activement les tissus affectés pour assurer leurs fonctions immunitaires. Des concentrations plus élevées de microglie sont également observées dans les zones du tissu cérébral présentant une dégénérescence neuronale importante.

Structure

Les cellules microgliales, comme leur nom l'indique, sont les plus petites cellules gliales. Au microscope, leurs noyaux petits et allongés ont une forme en tiret, ce qui les distingue facilement des noyaux plus grands et arrondis des autres types cellulaires. La structure et l'apparence des cellules microgliales varient considérablement selon leur état fonctionnel :

État de repos

Au repos, la surface de la cellule présente de nombreux prolongements courts et irréguliers, se ramifiant dans différentes directions. Ces prolongements dynamiques changent constamment de longueur et de forme, permettant à la microglie de surveiller son environnement.

État activé

À l'état activé, les branches des cellules microgliales se raccourcissent et s'épaississent, tandis que la cellule initie la production de vésicules et de protéines. Simultanément, le corps cellulaire augmente de taille, adoptant finalement une forme amiboïde, presque sans prolongements visibles, ressemblant à un macrophage tissulaire typique. À l'état activé, la membrane des cellules microgliales est repliée, reflétant un état constant de phagocytose et de pinocytose dû aux fonctions macrophagiques de la cellule. Un appareil de Golgi augmenté, ainsi que de nombreux lysosomes et phagosomes, apparaissent dans le cytoplasme au microscope électronique.

État phagocytaire

Après une phagocytose prolongée, les cellules microgliales augmentent de taille et accumulent des granules lipidiques, adoptant un aspect particulier appelé « cellule gitter ». Cet aspect est généralement observé dans les régions du SNC touchées par une infection, une inflammation ou un traumatisme.

Origine

Contrairement aux autres cellules gliales, la microglie n'est pas issue de l'ectoderme (partie ventriculaire du tube neural), mais du mésoderme. La microglie fait partie du système phagocytaire mononucléaire, au même titre que les monocytes sanguins et tous les sous-types de macrophages tissulaires. Son phénotype suggère une origine commune avec les monocytes sanguins, remontant au précurseur érythromyéloïde du sac vitellin. Ce type cellulaire se différencie soit en monocyte fœtal destiné aux vaisseaux sanguins et aux tissus périphériques, soit en macrophage du sac vitellin. Ce dernier migre vers le SNC pendant la fin de la vie embryonnaire et se différencie ensuite en formes primitives de microglie. Cet événement se produit simultanément à la vascularisation du SNC, notamment lors du développement de la barrière hémato-encéphalique par les astrocytes.

Par conséquent, après la formation des vaisseaux sanguins irriguant le tissu nerveux, la microglie est la seule cellule immunitaire à avoir infiltré la barrière hémato-encéphalique. De ce fait, aucune microglie n'est observable dans le tissu nerveux avant sa vascularisation. Grâce à un détournement précoce de la voie de différenciation mononucléaire typique, la microglie ne dépend pas des cellules souches de la moelle osseuse pour son renouvellement et possède plutôt des propriétés d'auto-renouvellement.

Marqueurs de la microglie

Les cellules microgliales sont essentiellement des cellules phagocytaires, présentant le phénotype des phagocytes. La majorité de leurs protéines membranaires et intracellulaires sont partagées avec les macrophages tissulaires en raison de leur origine commune. Elles expriment de nombreuses protéines membranaires de cluster de différenciation (CD) (telles que CD11, CD14, CD16, CD40, CD45, CD68, CD80) et la molécule adaptatrice de liaison au calcium ionisé 1 (IBA-1), même au repos. L'activation induit l'expression de différents marqueurs de surface (CD32, CD86, complexe majeur d'histocompatibilité de classe II (CMH II)) ou la régulation positive d'autres marqueurs (CD16, CD40, IBA-1), principalement liés aux processus de phagocytose et à la régulation du système immunitaire.

Cependant, nombre de ces marqueurs ne sont pas spécifiques à la microglie et peuvent être détectés dans d'autres cellules. Des marqueurs uniques ont été identifiés pour la microglie, permettant de la distinguer des macrophages infiltrants ou d'autres cellules gliales, à des fins de diagnostic et de recherche. Parmi les marqueurs spécifiques les plus connus, on peut citer :

Protéine transmembranaire 119 (TMEM119)
Récepteur purinergique P2Y couplé à la protéine G 12 (P2RY12)
Protéine de type Sal 1 (SALL1)

Malgré l'existence de marqueurs généraux de la microglie et d'autres marqueurs liés au phénotype cellulaire actuel, il existe également des marqueurs mettant en évidence un large spectre d'hétérogénéité intrinsèque au sein de la population cellulaire, principalement liée à leur localisation dans différentes régions du cerveau.

Fonction

La microglie représente la seule forme d'immunité active native du SNC, servant de principal mécanisme de défense et de préservation. Les cellules microgliales sont particulièrement mobiles, se déplaçant largement dans le neuropile, un composé de fibres nerveuses, de dendrites, de processus gliaux, de vaisseaux et de corps cellulaires ; elles surveillent et balayent constamment le tissu nerveux. Cette fonction unique de la microglie repose sur plusieurs caractéristiques spécifiques.

Reconnaître et détruire les micro-organismes, les toxines et autres antigènes

Le SNC est dépourvu de tissu conjonctif, sauf dans des zones restreintes autour des plexus choroïdes et des plus gros vaisseaux sanguins. Par conséquent, une réponse inflammatoire typique ne peut se produire en cas de lésion ou d'infection. La microglie se charge de produire une réponse équivalente. Grâce à des récepteurs de reconnaissance de formes (PRR), ces cellules réagissent aux antigènes et aux substances toxiques, passant à un état activé où la phagocytose culmine. Simultanément, elles produisent des cytokines et des facteurs cytotoxiques tels que les espèces réactives de l'oxygène (ERO), le monoxyde d'azote et le facteur de nécrose tumorale (TNF).

Élimination des déchets métaboliques cellulaires et des parties cellulaires endommagées

Grâce aux PRR, la microglie identifie également les molécules et composants cellulaires inutiles au sein du neuropile et les élimine, principalement par pinocytose. Cette fonction est essentielle au maintien de l'équilibre moléculaire du tissu nerveux et à l'organisation du microenvironnement neuronal, l'activité neuronale étant très sensible aux variations de composition de l'espace extracellulaire.

Présentation d'antigènes aux lymphocytes, déclenchant une réponse immunitaire

Outre leur rôle de cellules phagocytaires, les cellules microgliales fonctionnent également comme cellules présentatrices d'antigènes. Cette propriété est cruciale pour la défense du SNC, car aucun autre type de cellule présentatrice d'antigènes n'est capable de traverser la barrière hémato-encéphalique intacte. Après s'être connectée à l'antigène et l'avoir phagocyté, la cellule microgliale le présente à sa surface tout en libérant des chimiokines comme les interleukines et les intermédiaires de l'inflammation. Par conséquent, les cellules communiquent avec les lymphocytes situés de l'autre côté de la barrière hémato-encéphalique, ce qui entraîne leur activation et leur infiltration ultérieure dans le tissu nerveux pour déclencher une réponse immunitaire.

Terminer les neurones dysfonctionnels ou détruits

En cas d'apoptose, de nécrose ou de stress extrême, les molécules de phosphatidylsérine migrent par translocation de la partie interne de la membrane cellulaire du neurone vers la partie externe. Cela stimule des récepteurs spécifiques et des opsonines de la microglie, entraînant le piégeage et l'élimination du neurone. Une telle réponse peut également être déclenchée par des canaux potassiques extrêmement sensibles, capables de détecter de faibles variations du potassium extracellulaire (en cas de nécrose cellulaire, le potassium intracellulaire est libéré dans l'espace extracellulaire). Ce processus, important dans les maladies neurodégénératives, est appelé neuronophagie.

Soutenir le développement et la régénération des tissus nerveux

Dans l'encéphale en développement, la microglie phagocyte les cellules progénitrices neurales et gliales, les neurones et les oligodendrocytes, contribuant ainsi à la formation des circuits, à la myélinisation axonale et à la différenciation. Les cellules microgliales entrent également en contact avec les somas neuronaux, modulant leur activité et nourrissant les neurones. Elles jouent un rôle dans l'élimination des déchets toxiques, la libération de facteurs anti-inflammatoires et l'élagage des synapses inefficaces, sculptant ainsi les circuits neuronaux. Ces propriétés contribuent également à la plasticité neuronale, au renouvellement et à la réparation tissulaires du SNC adulte.

Réagir aux lésions tissulaires

En raison de l'absence de tissu conjonctif, en cas de lésions étendues du SNC, la réaction observée diffère de la formation habituelle de tissu cicatriciel. Au lieu de cela, les astrocytes de la zone endommagée libèrent du facteur de croissance transformant β (TGF-β) et d'autres molécules de signalisation, qui activent et attirent la microglie. Les cellules microgliales prolifèrent et migrent vers la zone endommagée. Après quelques heures, le tissu endommagé se remplit de microglies activées qui prolifèrent davantage, formant des nodules, libérant des cytokines et initiant la phagocytose et la sécrétion de facteurs cytotoxiques.

Microglie vs astrocyte

La microglie et les astrocytes présentent des différences notables de structure, de fonction et d'origine, mais partagent également certaines caractéristiques morphologiques et fonctionnelles. Voici quelques points clés pour comprendre les similitudes et les différences entre ces deux types de cellules :

Taille du corps cellulaire : Le corps cellulaire de la microglie est plus petit que celui des astrocytes.
Morphologie nucléaire : Les cellules microgliales ont un noyau en forme de tiret, contrastant avec le noyau arrondi des astrocytes.
Prolongements : Les deux types de cellules possèdent des prolongements ramifiés, mais les prolongements microgliaux sont beaucoup plus courts et plus ramifiés que ceux des astrocytes. Les astrocytes réactifs peuvent ressembler à la microglie dans certains cas pathologiques, mais leurs corps cellulaires sont généralement plus grands.
Répartition dans le tissu nerveux : Les cellules microgliales sont disséminées dans le tissu nerveux, tandis que les astrocytes se trouvent généralement autour des vaisseaux sanguins, contribuant ainsi à la formation de la barrière hémato-encéphalique.
Mobilité : Les cellules microgliales sont très mobiles et peuvent être localisées à des emplacements aléatoires entre les fibres nerveuses environnantes. En revanche, les astrocytes sont principalement localisés avec leurs prolongements attachés aux vaisseaux sanguins ou soutenant les synapses.
Activation en réponse à une blessure, une maladie ou une infection : Les cellules microgliales et les astrocytes peuvent être activés en réponse à une blessure, une maladie ou une infection. Les astrocytes réactifs participent principalement aux voies de signalisation et peuvent remplacer les neurones endommagés (astrogliose). La microglie activée, en revanche, joue un rôle important dans la phagocytose, en éliminant les tissus endommagés et les microbes de la zone affectée.

Notes cliniques

L'activation et la migration de la microglie vers les zones endommagées peuvent être néfastes dans certaines pathologies, où une suractivation de la microglie peut entraîner une neurotoxicité excessive. De plus, la sécrétion accrue de cytokines par la microglie peut entraîner une augmentation de la perméabilité des vaisseaux sanguins, provoquant la rupture de la barrière hémato-encéphalique et perturbant le microenvironnement des neurones. Les récepteurs régulés positivement dans ces situations appartiennent au groupe des récepteurs de reconnaissance de formes (PRR), qui se lient à des molécules appelées motifs moléculaires associés aux pathogènes (PAMP). On peut citer comme exemples la bêta-amyloïde dans la maladie d'Alzheimer, l'alpha-synucléine dans la maladie de Parkinson et les antigènes des virus neurotropes.

Les astrocytes sont également affectés par l'activation des cellules microgliales et entrent dans un état réactif qui peut nuire à l'activité neuronale et à la perméabilité de la barrière hémato-encéphalique à long terme. Par conséquent, la microglie semble impliquée dans la cascade pathologique des maladies neurodégénératives, bien que son rôle réel en tant que facteurs neuroprotecteurs ou neurotoxiques reste controversé.

Sources

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Références :

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Sherwood, L. (2015). Physiologie humaine. Bruxelles: De Boeck.
Barrett, K. E., Barman, S. M., Yuan, J., & Brooks, H. L. (2019). Ganong’s review of medical physiology (26th ed.). McGraw-Hill Education/Medical.
Hall, J. E., & Guyton, A. C. (2011). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. Saunders.

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Kim Bengochea, Université Regis, Denver

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