Les cellules de Paneth sont des cellules spécialisées trouvées dans la muqueuse du tractus intestinal, en particulier dans des structures microscopiques appelées glandes ou cryptes de Lieberkühn. Ils contiennent plusieurs substances importantes dans leur cytoplasme, notamment des enzymes, des minéraux et des granules. Les granules sont situés à l’apex des cellules et apparaissent gros, réfractiles et rougeâtres ou éosinophiles. En gastro-entérologie, ces cellules jouent un rôle important dans la génération de réponses immunitaires contre les bactéries introduites par voie orale.
Dans les cryptes intestinales de Lieberkühn, il existe des cellules souches qui renouvellent constamment les cellules épithéliales de la muqueuse intestinale. Ces cellules épithéliales sont essentielles à la préservation des fonctions de l’intestin. Des études microscopiques de la muqueuse intestinale ont montré que les cellules de Paneth sont situées à côté de ces cellules souches, indiquant que les premières ont un rôle essentiel dans le renouvellement des cellules épithéliales et le maintien de l’intégrité de l’intestin.
Les cellules de Paneth protègent les cellules souches en sécrétant des molécules de défense appelées cryptidines ou alpha-défensines. Ce sont des protéines qui peuvent interagir avec la membrane phospholipidique des bactéries, conduisant à la création de pores. Les pores entraînent le déversement d’ions importants et d’autres substances de la cellule bactérienne vers l’environnement extérieur, entraînant éventuellement la mort de la bactérie. Une caractéristique unique des alpha-défensines libérées par ces cellules est qu’elles ont des chaînes peptidiques chargées positivement qui se lient préférentiellement aux membranes cellulaires hautement chargées négativement des cellules bactériennes. Le résultat est que les alpha-défensines endommagent les cellules bactériennes, mais épargnent les cellules humaines adjacentes aux cellules.
En plus des défensines, les cellules de Paneth libèrent également les puissantes enzymes lysozyme et phospholipase A2 (PLA2). Le PLA2 catalyse la dégradation des membranes phospholipidiques par la libération d’acides gras tels que l’acide arachidonique. Le lysozyme catalyse l’hydrolyse des chaînes de peptidoglycane. Les bactéries Gram-positives et Gram-négatives ont du peptidoglycane dans leurs parois cellulaires, mais les bactéries Gram-positives sont plus sujettes à l’action du lysozyme car leurs parois cellulaires contiennent des quantités plus élevées de peptidoglycane.
La stimulation de la sécrétion des cellules de Paneth est provoquée par le contact avec des bactéries Gram-positives ou Gram-négatives. Les produits bactériens tels que le lipide A, le lipopolysaccharide et le muramyl dipeptide induisent également la sécrétion des agents antimicrobiens de la cellule. La recherche a montré qu’une molécule appelée récepteur de type toll-like dépendant de la protéine 88 à réponse primaire de différenciation myéloïde (TLR dépendant de MyD88) doit être activée afin de déclencher l’action antimicrobienne des cellules de Paneth. Bien que les sécrétions de ces cellules soient connues pour leurs propriétés antibactériennes, elles sont également efficaces contre certains champignons et virus enveloppés.