Le déficit en vitamine D est largement répandu dans la population française, surtout chez les personnes âgées, occasionnant en plus des troubles ostéosquelettiques, une augmentation du risque infectieux et une moindre réponse aux vaccinations. La vitamine D exerce des effets immunomulateurs après liaison à son récepteur exprimé par certaines cellules immunitaires dont les cellules mononucléées du sang périphérique. Ces effets pourraient s’expliquer en partie par la capacité de la vitamine D à stimuler la production de peptides antimicrobiens. Parmi ceux-ci, la cathélicidine humaine, produite par les cellules épithéliales, les cellules barrières et les polynucléaires neutrophiles, présente des éléments de réponse à la récepteur D (VDRE) dans le promoteur de son gène. L’objectif de ce travail était de déterminer, ex vivo, si la vitamine D peut induire dans les cellules mononucléées du sang périphérique l’expression intracellulaire (ARNm, protéine) et la production extracellulaire de la cathélicidine en présence ou non d’agents de stimulation bactérienne ou virale.

Les cellules mononucléées du sang périphérique recueillies auprès de donneurs sains (Établissement français du sang) ont été incubées durant 24h et 48h en présence de différentes doses de vitamine D (0ng/mL : témoin ; 25ng/mL : déficit ; 75ng/mL : physiologique ; 125ng/mL : supraphysiologique), puis stimulées ou non par un agent mimétique bactérien (extrait de lipopolysaccharides (LPS) d’Escherichia coli, ligand du TLR4 : 100ng/mL), ou viral (ARN double brin de synthèse polymerase (I :C) (PIC), ligand du TLR3 : 10μg/mL). L’expression génique a été évaluée après 24h d’incubation par polymerase chain reaction (PCR) quantitative et l’expression protéique après 48h par western blot. La cathélicidine a également été dosée dans les surnageants de culture par Elisa aux deux temps d’incubation.

La vitamine D induisait significativement l’expression génique de la cathélicidine à 24h avec un maximum d’effet pour la dose de 125ng/mL, que ce soit en condition non stimulée (×9,2), ou stimulée par les lipopolysaccharides (×37,3) et PIC (×23,3), sans différence significative entre les deux conditions de stimulation. Cette surexpression intracellulaire était retrouvée de manière significative au niveau protéique à t 48h en condition non stimulée (×1,5, D125) et stimulée aux lipopolysaccharides (×1,7, D125). L’excrétion du peptide dans le surnageant était induite par la vitamine D en condition stimulée aux lipopolysaccharides et au PIC, avec une production significativement plus importante à 48h comparé à 24h. L’effet maximal sur l’excrétion du peptide était observé pour la dose physiologique de vitamine D (75ng/mL) en présence de lipopolysaccharides (+39,3 %) et pour la dose déficitaire de 25ng/mL en présence de PIC (+40,3 %) alors qu’à 125ng/mL, l’effet était atténué.

L’expression de la cathélicidine humaine dans les cellules mononucléées du sang périphérique et son excrétion extracellulaire sont régulées par la vitamine D de façon dose–dépendante. Ces résultats suggèrent que la supplémentation en vitamine D chez les personnes déficientes puisse moduler leurs capacités de défense immunitaire en augmentant la production circulante de peptides antimicrobiens, notamment en situation d’infection bactérienne ou virale.