The colon is primarily responsible for absorbing fluids. It contains a large number of microorganisms including fungi, which are enriched in its distal segment. The colonic mucosa must therefore tightly regulate fluid influx to control absorption of fungal metabolites, which can be toxic to epithelial cells and lead to barrier dysfunction. How this is achieved remains unknown. Here, we describe a mechanism by which the innate immune system allows rapid quality-check of absorbed fluids to avoid intoxication of colonocytes. This mechanism relies on a population of distal colon macrophages that are equipped with "balloon-like" protrusions (BLPs) inserted in the epithelium, which sample absorbed fluids. In the absence of macrophages or BLPs, epithelial cells keep absorbing fluids containing fungal products, leading to their death and subsequent loss of epithelial barrier integrity. These results reveal an unexpected and essential role of macrophages in the maintenance of colon-microbiota interactions in homeostasis.
Une des principales fonctions du côlon est d’abriter la plus large proportion de microorganismes du corps humain, ainsi que d’absorber les fluides issus de la digestion. Ainsi, la muqueuse du côlon doit constamment affronter l’arrivée de produits potentiellement dangereux. Comment le système immunitaire périphérique du côlon assure-t-il la surveillance des fluides absorbés ? Il a été montré que les macrophages sont des acteurs majeurs du système immunitaire intestinal. Nous proposons que les macrophages associés à la muqueuse épithéliale participent au maintien des fonctions des régions proximales et distales du côlon. Nous avons observé que les macrophages des régions distales possèdent des « balloon-like protrusions », ou BLP, qui contactent les cellules épithéliales. Notre hypothèse de travail propose que les BLPs des macrophages servent de senseurs évaluant les fluides absorbés et contrôlant le niveau d’absorption de l’épithélium intestinal, afin d’éviter que des métabolites fongiques potentiellement dangereux puissent atteindre la circulation.
Keywords: Epithelium integrity; Fluid absorption; Fungi; Gut; Macrophages; Microbiota; Protrusions.